投稿登录
审稿登录
编辑登录
读者登录
本刊信息
主管单位： 中华人民共和国教育部
主办单位： 重庆大学
编辑出版： 《土木与环境工程学报（中英文）》编辑部
主 编： 刘汉龙
电 话：023-65111322/65111863
邮 箱： xuebao@cqu.edu.cn
国际标准连续出版物号：
2096-6717
国内统一连续出版物号：
50-1218/TU
国内发行： 重庆市邮政局
国外发行： 中国出版对外贸易总公司(北京782信箱)
邮发代号：78-48
- 1
- 2
- 3
《土木与环境工程学报（中英文）》获评2022年度川渝一流科技期刊
《土木与环境工程学报（中英文）》获评2022年度川渝一流科技期刊《土木与环境工程学报（中英文）》入选《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2020科技版）》
《土木与环境工程学报（中英文）》入选《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2020科技版）》
- 当期目录
- 优先出版
- 最新录用
- 下载排行 过刊浏览
-
仉文岗，何祥嵘，刘汉龙，孙伟鑫，韩馥柽，Raul Fuentes，Gustavo Paneiro
2024,46(5):1-15, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.038
随着城镇化水平不断提升，中国每年新增建筑面积约20亿m2，大规模基础设施建设对土木工程理论和技术创新的要求越来越高。学者们通过研究自然界的增强增韧、水下黏合、钻孔掘进和轻质高强等现象发现，生物体具有独特的外部形态和组织结构，通过模仿生物体的外部形态、结构特征或运动机理可为土木工程技术创新和可持续发展提供新思路、新原理和新理论。从仿生材料、仿生结构和仿生机械与构筑物3个方面阐述仿生学在土木工程中的应用，列举典型的应用案例，并对仿生土木工程进行总结和展望，为未来的研究提供基础材料。作为新兴的研究方向，仿生土木工程基础理论尚不完善，仿生土木工程涉及生物、材料、结构等多学科的交叉，需要开展不同领域间的协同合作研究。
-
2024,46(5):16-25, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.097
植物根系对土体的水力特性具有重要影响，但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱，采用定水头实验方法，针对重塑根土复合体开展不同根径（1 mm≤d≤3mm、3 mm<d≤5 mm和5 mm<d≤8 mm）及含量（根体积含量0.4%~2.4%）和根的分布类型（水平和竖直）对其饱和渗透系数影响的定量研究。结果表明，相同根径条件下，根土复合体的饱和渗透系数与根体积含量呈线性正相关关系，但随着根径的增加，该线性关系斜率不断降低；根土复合体饱和渗透系数与根表面积含量也存在显著的线性正相关关系，方差分析表明，该线性关系不受根径的影响；确定了根的不同分布类型（水平和竖直）下根表面积含量与其饱和渗透系数之间的线性关系；此外，研究发现，根竖直向分布时的根土复合体饱和渗透系数随根表面积含量的变化率是水平分布的1.8倍左右。研究结果表明，根的存在可以显著提高土体的饱和渗透系数，且根土的表面接触是影响其水力特性的根本原因。
-
2024,46(5):26-37, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.082
重金属污染土壤的净化效果直接影响修复后土体的再利用。以Cd、Cu、Ni、Zn、Pb污染土壤为研究对象，采用改进环绕式电极布置，以植物-电动耦合修复下土壤的净化度及土壤性质为重点，厘清关键因素，揭示耦合强化修复机制。结果表明：植物-电动耦合修复下不同重金属的去除率均较单一修复有所提高，重金属赋存形态及植物对重金属的响应是影响修复效果的关键因素。改进环绕式电场的施加能积极调动更大范围土壤中的重金属向植物根系迁移聚集，解决了植物修复中重金属可及性和生物活性低的问题；植物修复的协助有利于改善电动修复对土壤性质的不利影响，解决聚焦效应和高能耗问题。植物-电动耦合修复联合了重金属的空间分布改善、重金属生物利用度提升、植物生长代谢强化及土壤微生物生命活动调节等作用机制，有效提高了重金属污染土壤的净化度，修复后土体可维持稳定的pH值（6.27~7.91）、电导率（108~159 μs/cm）及低能耗（13.76~18.81 kW·h/m3），有助于推进污染土壤的可持续利用。
-
2024,46(5):38-46, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.116
MICP技术可以显著降低固化土壤的渗透系数，然而目前没有关于MICP固化土壤渗透系数的理论计算方法。基于理论推导和试验验证的方法，研究MICP加固花岗岩残积土的渗透特性，提出MICP加固花岗岩残积土的碳酸钙生成量和渗透系数理论表达式。假设MICP的反应速率线性衰减，通过酶促反应动力学方程得到MICP加固土体的CaCO3生成量，估算CaCO3晶体的粒径和个数，从而获得加固后试样的孔隙比、迂曲度和颗粒比表面积，代入修正的Kozeny-Carman方程，得到加固后土体的渗透系数理论表达式。与试验数据对比分析结果表明：CaCO3的产量早期增加快，后期增加变缓并逐渐趋于稳定；MICP加固土体的渗透系数其具有早期降低快，后期趋于平稳的特征。胶结液浓度为0.50、0.75、1.00、1.25 kmol/m3的试样渗透系数最终分别降低了35%、40%、45%和55%。提出的CaCO3含量表达式和渗透系数表达式与试验结果拟合良好，可为微生物加固的设计计算提供参考。
-
2024,46(5):47-56, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.016
微生物岩土技术通过生物矿化过程改善基础材料的力学性质，使其更适用于建筑或解决多学科领域的环境问题。微生物矿化过程中产生的碳酸钙是改善基础材料力学性质的主要成分，但其生成量及形态等受多种因素的影响。通过离子计、pH计、SEM、EDS和XRD等手段探究天然海水和去离子水环境在矿化过程中氯化钙和尿素浓度、比例及菌液和胶结液（氯化钙、尿素）体积比等因素对沉淀物质形貌及晶体组成的影响。结果表明：钙离子和尿素浓度及比例低时，碳酸钙的产率较高，但当初始钙离子、尿素浓度超过1.0 mol/L时，离子浓度增大对细菌产脲酶有抑制作用，浓度越高对脲酶的抑制作用越明显，沉淀物产率也随之减小，海水环境总体沉淀量与沉淀效率均高于去离子水环境。菌胶结液体积比去离子水中为1∶4、海水中不高于1∶10时，碳酸钙生成量较高，去离子水环境晶型以方解石为主，海水环境晶型以球霰石为主且沉淀中含有镁盐。
-
2024,46(5):57-63, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.129
微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术可以改善砂土材料的力学性质，但MICP胶结砂土材料的均匀性问题是目前存在的重要问题，且严重影响了MICP技术的工程应用。进行小尺寸（直径3 cm、高度11 cm）和细长（直径5 cm、高度100 cm）砂柱试样的MICP一批次灌浆试验和溶液环境试验，探究氯化钙和乙酸钙两种钙源对MICP矿化反应过程和MICP胶结砂土材料均匀性的影响。MICP胶结砂土试样的碳酸钙含量和单轴抗压强度试验结果表明，与氯化钙作为钙源相比，乙酸钙作为钙源可以增加砂柱胶结长度，改善碳酸钙在灌浆方向的均匀性，减少MICP胶结砂土材料沿灌浆路径的强度差异；乙酸钙作为钙源可减缓MICP矿化反应过程，降低营养液中尿素的分解速率，进而提高营养液中未分解尿素和游离钙离子在MICP胶结砂土材料中的传输距离，有利于提高MICP胶结砂土材料的均匀性。
-
2024,46(5):64-73, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.122
为了研究微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）结合碳纤维固化钙质砂的效果及机理，先通过低轮次注浆试验探究碳纤维对MICP加固钙质砂效果的影响，并确定碳纤维的最佳掺量及长度，然后开展高轮次注浆试验，研究MICP胶结液无法再注入时的砂柱强度，通过试验结果对比和扫描电镜等分析，分析了微生物、碳纤维及钙质砂之间的作用机理。试验结果表明，掺加碳纤维能显著提高微生物加固钙质砂的强度。在低轮次注浆试验中，掺加碳纤维能有效提高碳酸钙的生成量及试样强度，纤维组的碳酸钙生成量比无纤维对照组提高了15%~34%，试样强度提高了135%~217%；高轮次注浆试验中，在MICP胶结液无法再注入砂柱的情况下，由于两组试样注浆轮次的差异，纤维组最终的碳酸钙生成量对比无纤维对照组减少了4%，试样强度提高了11%。
-
2024,46(5):74-80, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.079
MICP是岩土工程领域新兴的一种环境友好型砂土加固技术，可以用于提高钙质砂的工程性能，但由于MICP加固钙质砂试样的复杂结构，需要对其细观尺度展开研究以解释宏观现象。运用CT扫描技术，对三轴压缩前后的微生物加固钙质砂试样进行三维重构，分析加载前后试样细观尺度变化。研究发现，使用CT扫描得到的二维灰度图像可以显示试样的孔隙分布，且在二维灰度图像的降噪处理过程中非局部均值滤波算法具有良好的降噪效果。在此基础上进行三维重构，结果表明，加载前试样孔隙主要分布在试样高度方向1/3处、2/3处及试样两端，加载后这部分区域的孔隙会有所增加，即加载过程中试样的破坏主要集中在试样本身已有的薄弱区域。在三维重构基础上分割显著破坏面，显示低应力水平下试样破坏模式为X共轭剪切破坏，而在高应力水平下的破坏模式为单斜面剪切破坏。
-
2024,46(5):81-90, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.138
微生物珊瑚砂桩复合地基是利用MICP技术固化珊瑚砂成桩与珊瑚砂组成复合地基，具有就地取材、对原状砂土扰动小及对岛礁生态环境影响小等优势，在岛礁工程建设中具有良好的应用前景。通过不同工况下的微生物珊瑚砂桩单桩复合地基模型试验，研究地基相对密实度（50%、65%、72%）、面积置换率（8%、14%、20%）、含水状态（干燥和饱和）和水位升降对复合地基承载特性的影响规律。结果表明：干燥状态下复合地基的承载力及桩侧摩阻力随地基相对密实度和面积置换率增大而增大；复合地基的桩身轴力和桩土应力比随地基相对密实度增大而减小，随面积置换率增大而增大；提高地基相对密实度和面积置换率可有效提高复合地基承载力。饱和状态下复合地基的承载力为干燥状态的49%~66%；饱和状态相对于干燥状态桩身最大轴力和桩侧摩阻力减小，桩土应力比增大。两次水位升降对微生物珊瑚砂桩单桩复合地基的承载特性影响较小。
-
夏振尧，董欣慧，胡欢，张伦，朱志恩，闫茹冰，刘畅，徐萌苒，肖海
2024,46(5):91-100, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.047
三峡库区自然灾害频发，微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术是一种具有能耗低、无污染且可持续等优点的土体加固技术。黏性紫色土是三峡库区主要土壤类型，土壤孔隙较小，而MICP对其加固效果尚不明确。设置不同巴氏芽孢杆菌菌液浓度（OD600为0、0.5、1.0、1.5）和胶结液浓度（0、0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L）组合，对土壤试样进行MICP固化处理。开展不固结不排水三轴剪切试验，研究各试样的应力-应变关系、弹性模量和抗剪强度指标（黏聚力、内摩擦角），并利用扫描电镜测试分析其微观结构。结果表明：固定菌液浓度或胶结液浓度时，抗剪强度、弹性模量及黏聚力均随胶结液浓度或菌液浓度的增加呈先增后减的变化趋势，最适菌液与胶结液浓度组合为菌液OD600=1.0和胶结液1.5 mol/L。平均内摩擦角随胶结液浓度的增加呈先增后减趋势，而胶结液浓度不变时，在菌液浓度OD600=0.5或1.0时达到最高。固化后试样抗剪强度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角最大分别提高62.59%、50.18%、119.50%和10.33%（226.00 kPa、6.44 MPa、48.30 kPa和26.70°）。通过扫描电镜观察发现MICP加固紫色土形成了大量球状碳酸钙晶体和片状碳酸钙晶体，分布于土壤颗粒表面和间隙中起胶结作用并增加土颗粒表面粗糙度，从而提升了土的黏聚力和内摩擦角。MICP可以有效提高紫色土的强度，在菌液浓度为OD600=1.0和胶结液浓度1.5 mol/L组合时加固效果最优。
-
2024,46(5):101-108, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.119
基于微生物或酶诱导碳酸盐沉积（即MICP和EICP）过程的固土技术具备固化强度高、环境友好等特点，但是目前也存在处理效率低、耗时长等局限。为克服这些局限，研究一种新型高效的生物固土技术，即基于植物脲酶辅助氧化镁碳化（酶辅助碳化）过程的固土法，探索其处理方法、效果和作用机理，并与单纯的氧化镁碳化、EICP和水泥等方法进行比较。结果表明，采用酶辅助碳化加固法时，一遍处理强度可达0.92 MPa，且试样的强度显著高于单纯氧化镁处理（0.30 MPa）、EICP处理（0.28 MPa）和水泥处理（0.69 MPa）。酶辅助碳化加固法处理试样的制备方式对强度影响较大。与注入法相比，采用拌和法处理的试样强度高了3倍。此外，添加少量脱脂奶粉后，酶辅助碳化加固法处理试样的强度进一步提升了约70%，达到1.30 MPa。通过微观结构和矿物成分分析发现，酶辅助碳化处理后，固化物填满了砂颗粒之间的孔隙，将砂颗粒结合在一起，形成稳定网格空间结构，与不添加脲酶的试样相比，其中的水合碳酸镁混合物含量较高，中间产物水镁石含量较低。
-
2024,46(5):109-116, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.130
为了探究脲酶诱导碳酸钙沉淀（EICP）技术改良弱膨胀土的物理力学特性，利用大豆脲酶开展EICP技术处理弱膨胀土的膨胀特性和力学特性试验研究。通过EICP多因素配比正交试验研究脲酶浓度、初始Ca2+浓度、酶胶比、尿钙比、养护时间对膨胀土碳酸钙生成率、自由膨胀率的影响及其变化规律，确定了EICP反应液最佳配比。采用不同掺量EICP反应液改良膨胀土，通过无荷载膨胀率试验、无侧限抗压强度试验及三轴压缩试验验证改良效果。结果表明：EICP反应液掺量为20%时抑制膨胀土膨胀性效果最好，且此时土体力学强度和碳酸钙生成率最高。大豆脲酶诱导产生的沉淀物为方解石型碳酸钙，附着在土颗粒表面既填充了土颗粒孔隙，也胶结了土体骨架颗粒，阻碍土体与水分接触，提高了土体密实性和黏结强度，改善了膨胀土膨胀性和力学性能。
-
2024,46(5):117-126, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.114
大量非正规垃圾填埋场面临超负荷运营困境，衍生出系列亟待解决的环境问题。重金属含量较高的垃圾渗滤液易对填埋场周边水体造成污染，填埋场开采扩容产生的矿化垃圾土也存在Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象，在资源化利用过程中容易造成二次污染，因此，垃圾填埋场重金属污染问题亟待解决。近年来，微生物诱导碳酸钙沉淀技术（MICP）固定重金属的能力被广泛探究，其中巴氏芽孢杆菌因环境适应性强、脲酶表达量高而备受关注。但相关研究中的修复对象主要为污染溶液和普通污染土壤，其与垃圾渗滤液以及矿化垃圾土在污染成因和化学成分等方面明显不同。鉴于此，开展巴氏芽孢杆菌修复重金属污染溶液和污染矿化垃圾土试验，探究巴氏芽孢杆菌生物修复重金属的可行性，分析生物修复前后矿化垃圾土中重金属形态变化以及修复机理。结果显示，巴氏芽孢杆菌对溶液中Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)修复率可分别达到95%、84%、5%和98%，对矿化垃圾土中可交换态Cd、Pb和Zn修复率亦可分别达到74%、84%和62%，可交换态Cr(Ⅲ)修复处理前含量几乎为0；经生物修复，矿化垃圾土中可交换态和碳酸盐结合态重金属含量降低，铁锰氧化物结合态和残渣态重金属含量增加；同时，矿化垃圾土中含Fe和Al成分以及MICP过程产生的碳酸钙沉淀共同促进重金属向更稳定形态转化。
-
2024,46(5):127-134, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.003
微生物固化/稳定化重金属污染土时，反应速率过快和高浓度盐离子对细菌活性的抑制作用是阻碍单次搅拌工艺应用的关键问题。采用低溶解度的石膏（二水硫酸钙）作为钙源，以钙盐掺量和锌污染浓度为控制变量，进行微生物单次搅拌固化/稳定化锌污染粉土试验，研究固化/稳定化锌污染粉土的强度、锌离子浸出浓度和形态的变化规律。试验结果表明，锌污染浓度为500 mg/kg的污染粉土固化强度较处理前提高了77.3%，锌离子浸出浓度较处理前降低了87.3%；固化/稳定化后，锌污染粉土强度大幅提升，重金属锌迁移性明显降低；固化/稳定化锌污染粉土中有碳酸钙、碳酸锌和碱式碳酸锌生成，碳酸盐晶体聚集形成多孔簇状团聚体。研究结果表明，基于石膏钙源的单次搅拌微生物矿化处理能够有效固化/稳定化锌污染粉土，具有良好的应用潜力。
-
2024,46(5):135-142, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.115
微生物诱导碳酸钙沉淀可实现混凝土裂缝的自修复，微生物载体可以有效提高混凝土基体内部微生物存活率，从而改善混凝土的自修复效果，然而目前的载体存在力学性能差、与水泥基材料兼容性差以及费用高等问题。提出一种基于增强再生骨料固载混菌的裂缝自修复混凝土，通过再生骨料增强时间对混凝土抗压强度和自修复性能的影响研究，确定再生骨料合理矿化增强时间，并揭示再生骨料矿化增强和混凝土裂缝自修复机理。结果表明：再生骨料合理增强时间为7 d，矿化增强后再生骨料的吸水率和压碎指标降低幅度分别为20.5%和9.5%；混凝土抗压强度提高幅度为8.6%；经56 d的修复养护后，基于增强再生骨料固载微生物的混凝土裂缝平均修复宽度和完全闭合率分别达到了0.44 mm和73%；再生骨料表面沉淀物呈规则方块状、晶体类型为方解石，裂缝部位沉淀物呈规则的方块状和针簇状，晶体类型为方解石和文石。
-
2024,46(5):143-151, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.087
近年来，钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注，现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来，并未考虑尺寸效应的影响，对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。对比分析国内外规范中RC构件纯扭承载力计算方法公式，基于钢筋混凝土柱纯扭加载三维细观数值模拟结果，总结钢筋混凝土柱名义抗扭强度尺寸效应规律，建立可定量反映配箍率影响的名义抗扭强度尺寸效应律公式；通过引入尺寸效应系数αh建立考虑结构尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力建议预测公式，并将αh分为3个区域，综合考虑结构设计的安全性和经济性，从而保证大尺寸试件承载力预测值的安全度；通过与90个试验数据的对比，证明修正公式能有效提高大尺寸试件承载力预测值的安全储备。
-
2024,46(5):152-159, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.052
墩前牺牲桩防护是减小桥墩局部冲刷的主要措施之一，现有的牺牲桩防护桥墩局部冲刷研究主要集中在圆形截面，关于牺牲桩截面特性对桥墩局部冲刷的影响关注较少。通过单向流循环水槽构建冲刷环境，开展不同直径与不同截面牺牲桩防护单桩桥墩局部冲刷物理模型试验，并通过水下高清摄像以及倾斜摄影测量技术实现对局部冲刷深度发展历程和冲刷平衡时刻冲刷坑形态的精准测量，进而探究牺牲桩直径与截面形式对单桩桥墩局部冲刷防护效果的影响规律。试验表明：牺牲桩直径与截面形状是影响桥墩局部冲刷防护效果的关键因素，牺牲桩的防护效果随牺牲桩直径的增大而增强，相比方形和圆形截面牺牲桩，菱形截面牺牲桩对桥墩的冲刷防护效果更好；牺牲桩防护会影响后方桥墩冲刷坑变化的剧烈程度，防护效果越好，后方冲刷坑变化越平缓；牺牲桩防护会缩短冲刷达到平衡状态的时间，牺牲桩直径越大，到达冲刷平衡状态的时间越短。采用牺牲桩开展桥墩局部冲刷防护时，应合理确定牺牲桩尺寸和截面特性，从而提高冲刷防护效果。
-
2024,46(5):160-167, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.072
利用稻壳灰、CFB脱硫灰、钢渣协同制备一种无熟料水硬性无机胶凝材料，可替代水泥用于岩土固化。为提高这种胶凝材料的活性及其他性能，研究经机械粉磨后胶凝材料的性能变化及其机理。结果表明：随着粉磨时间增加，胶凝材料的粒度分布曲线由多峰分布转变为单峰分布，标准稠度用水量减少，凝结时间缩短；水化诱导期的结束时间和第2放热峰出现时间明显提前，累积放热量增加；砂浆试件的早期抗压强度和自收缩显著增加；采用无熟料胶凝材料制备流态固化土，其初始流动扩展度随粉磨时间增加而增加，经时损失加快；机械粉磨对固化土的早期强度影响不显著，后期强度则呈现先增加后降低的趋势。采用该无熟料胶凝材料制备流态固化土，能满足一般回填工程的强度要求。
-
2024,46(5):168-174, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.086
为了探明高温历程对碱矿渣混凝土残余抗压强度的影响，对不同升温速率（5、10 ℃/min）、恒温时间（1、2 h）和冷却方式（自然冷却、浇水冷却）作用后的碱矿渣混凝土残余抗压强度进行表征，并通过胶凝材料基体微观结构的高温变化对上述强度变化进行分析。结果表明：升温速率较快的情况下，当温度低于400 ℃时，热应力影响不明显，由于受热时长较短，残余强度较高；随着温度升至800 ℃，热应力影响显著，混凝土残余强度持续显著降低；800 ℃之后，热应力达到一定程度，较短的受热时长保证了较高的残余强度。恒温时间的延长会加剧胶凝材料基体结构及基体-骨料界面过渡区的劣化效应，从而引起混凝土残余强度的降低。浇水冷却降低了水化产物C-S-H凝胶的分解温度，并在混凝土内产生热应力，残余强度损失明显。
-
2024,46(5):175-183, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.048
为探究橡胶自密实混凝土断裂扩展模式，结合声发射RA-AF特征和高斯混合模型（GMM），利用带预制裂缝的半圆盘弯曲试件进行三点弯曲试验，选取橡胶掺量（0%、10%、20%、30%）及跨径比（0.45、0.54、0.72）为试验变量，分析橡胶自密实混凝土裂缝开展种类及变化规律。结果表明：橡胶掺量为20%时，橡胶自密实混凝土表现出较好的工作性能；橡胶掺量增加，拉伸断裂声发射事件占比增大，说明裂缝向Ⅰ型拉伸裂缝发展，并且裂缝发展具有连续的特点；增大跨径比会导致试件承载能力下降，但相同加载阶段其损伤程度逐渐降低，试件内部的断裂模式发生变化，跨径比为0.54时试件表现出较好的工作性能；GMM法显示，拉伸裂缝与剪切裂缝并非简单地以直线作为分界，而是在某些区域内共同存在，GMM法能更为合理地表述不同工况下拉伸断裂事件与剪切断裂事件发生比例的变化规律。
-
2024,46(5):184-190, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.100
氯离子侵蚀对钢筋混凝土结构有严重的劣化作用，混凝土中的裂缝为氯离子的快速扩散提供了通道，进而加快了结构力学性能的失效速度。现有研究多集中于单一裂缝特征因素对氯离子扩散系数的影响，根据试验结果给出的拟合公式具有局限性。结合机器视觉技术提取和量化多个裂缝特征因素，构建考虑裂缝密度、裂缝内界面粗糙度和裂缝取向度叠加影响的代表性单元体积（REV）模型，并计算其等效扩散系数，将已有研究的试验结果与基于REV模型的计算结果进行对比。结果表明：不同盐冻条件下的平均相对误差为1.6%，完成28次盐冻后不同初始裂缝条件下的平均相对误差为2.9%，计算结果与试验结果较为吻合，表明提出的开裂混凝土中氯离子等效扩散系数具有较好的可靠性。
-
2024,46(5):191-203, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.023
随着群体智能算法在路面参数反演中的成功应用，复杂多元非线性优化难题得以解决，但算法的选择仍然是路面参数反分析问题中亟待解决的难题。针对路面参数反分析中模型复杂、反演参数众多、绝大多数运算时间消耗在正算程序上等问题，选择8种常见的群体智能算法，开展限定正算调用次数下算法性能相关研究，并以考虑材料横观各向同性以及层间接触状态的路面结构参数反演问题为例，对群体智能算法进行实际测试。结果表明：不同算法各具特点，其中，粒子群算法、遗传算法、头脑风暴算法、人工蜂群算法以及烟花算法在多峰问题上具有较好的适用性；萤火虫算法在解决最优解附近存在平缓区域的问题时具有较快的收敛速度；对于遗传算法，实数编码方式后期收敛速度较二进制编码方式有所提高，但对于多峰问题的搜索能力有所下降；鱼群算法、混合蛙跳算法仅有在较大正算调用次数下才有较好的寻优能力。对于路面参数反演问题，从弯沉曲线匹配上看，粒子群算法、遗传算法、头脑风暴算法以及萤火虫算法均有较好的反演结果；而从相关系数上看，头脑风暴算法具有最佳反演结果。
-
2024,46(5):204-210, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.073
土体的阻尼比是土层动力分析和评价必不可少的重要动力性能参数，但滞回曲线具有多样性和复杂性，利用规范法计算阻尼比时数据量过多导致数据的筛选和整理困难，适当地对滞回曲线进行简化有助于快速处理和分析试验数据。为研究南京地区长江漫滩淤泥质粉质黏土在地铁列车循环荷载作用下阻尼比的变化和特性，对土体进行动三轴试验，分析土体的阻尼比在不同固结围压和动荷载幅值下的变化过程，并根据土体动应力-应变滞回曲线的几何特征和循环荷载的物理意义，采用多个循环次数作为一个代表性循环单元的思路对阻尼比进行简化计算。结果表明：土体的阻尼比随着动应变的增加呈快速增长—缓慢增长—保持平稳的3阶段发展趋势；随着固结围压的增加，土体的阻尼比逐渐减小；随着动荷载幅值的增大，土体的阻尼比增加。简化方法中，代表性循环单元内循环次数越多，计算得到的阻尼比规范法所得数值越小，在精度合适的情况下，可以作为阻尼比计算的实用方法，以减少计算时的数据处理及计算量。
-
2024,46(5):211-220, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.092
探究水-力耦合作用下裂隙岩体的力学响应和破坏机制，对解决水-力耦合工况下岩体工程安全与稳定问题具有重要意义。基于Biot多孔介质理论及弹性理论，提出一种水-力耦合相场数值模拟方法，提出交错时间积分方案来获得流体压力和固体变形的稳定解，得到的控制方程式采用全饱和多孔介质弹性理论的体积应变分离和偏应变分离。通过模拟水力压裂与天然裂隙相互作用等数值算例验证了数值模型的有效性和正确性。此外，为探究实际工程开挖过程中的卸载破坏机理，结合钻孔注液试验数值实例，建立一个裂隙岩体水-力耦合卸载破坏模型，模拟水-力耦合条件下裂隙岩体卸荷破坏全过程。结果表明：在水-力耦合卸载破坏过程中，混合拉-剪裂纹的扩展和连接主导了最终破坏模式；初始围压、初始卸荷应力状态对剪切裂纹的发育具有促进作用，水压则反之。
2024年第46卷第5期
生物岩土技术
土木工程
-
Quang-Hieu TRAN, Xuan-Nam BUI, Hoang NGUYEN
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.023
在深部地下采矿中，岩爆因具有许多不利影响（如，对人员、设备、隧道/地下矿山工作面和开采周期等的影响）而被视为不确定性风险。由于其不确定性的特征，对岩爆趋势的准确预测和分类具有一定难度，且已有研究成果较少。提出一种基于基因表达编程（GEP）和粒子群优化（PSO）的鲁棒混合计算模型GEP-PSO，用于预测和分类深部开口的岩爆趋势，提高了预测和分类的准确性。在建立GEP-PSO模型过程中，评估了GEP模型中不同数量的基因（1~4）和连接功能（例如，加法、提取、乘法和除法）。收集了246次岩爆发生的地质和施工因素，用于建立岩爆分类的GEP-PSO模型；应用处理数据集缺失值的技术改进数据集的属性；用相关矩阵选取潜在输入参数的特征；建立了13个混合GEP-PSO模型，得到了各模型的精度。结果表明：在GEP结构中具有3个基因和乘法连接函数的GEP-PSO模型具有最高的准确度（80.49%）。将获得的最佳GEP-PSO模型的结果与基于相同数据集开发的各种已有模型进行比较，结果表明：选择的GEP-PSO模型结果优于已有模型，表明提出的GEP-PSO模型在岩爆等级的预测和分类方面的准确性显著提高，可以应用于深开挖工程中，以准确预测和评估岩爆敏感性。
- 1
-
土工格栅加筋粗粒料弹塑性本构模型研究
土工格栅对粗粒料的静力强度、变形特性有一定影响,为研究能够合理描述其强度、变形特性的本构模型,本文以土工格栅加筋粗粒料室内三轴试验成果为基础,根据不同类型土工格栅加筋粗粒料的剪胀特性,以剑桥模型剪胀方程为基础提出了能够合理描述土工格栅加筋粗粒土剪胀、剪缩特性的非线性剪胀方程。在此基础上,结合广义塑性模型理论,构造了能够反映土工格栅加筋粗粒料变形和强度特性的弹塑性本构模型。模型共有6个参数,均可通过室内三轴试验确定。最后,通过模拟多组不同围压下土工格栅加筋粗粒料室内三轴试验,充分验证了模型的合理性。
- 1
-
建筑设施巡检软件机器人系统设计与实现
针对建筑设施人工巡检方式存在效率低下、成本高昂、安全隐患等问题，提出了一种基于软件机器人(Robotic Process Automation， RPA)技术的建筑设施虚拟巡检系统方案。首先，基于BIM数据构建动态的数字孪生建筑模型更新算法，与现场设施运行状态形成实时虚实映射关系；然后，设计多模态深度学习设备缺陷检测网络，对设备缺陷实现自动高精度检测；最后，基于软件机器人技术架构实现异构系统间的无缝集成和智能调度算法的运用。本文研发的一体化软件机器人巡检系统，在实验场景中进行了初步验证。结果表明，基于软件机器人技术架构的虚拟巡检机器人系统在设施缺陷检测精度达到97%以上，优于单模态检测方法；作业效率较传统方式平均提高了62.3%以上；运维人力需求则降低至60%-80%，具有一定的工程应用价值。
- 1
-
混凝土自然碳化深度预测Gamma广义线性模型研究
混凝土碳化是导致钢筋混凝土(RC)结构性能退化的主要原因之一,这种性能退化降低了RC结构的耐久性、适用性和安全性。因此,混凝土碳化深度的预测模型研究可为RC结构的耐久性评价和使用寿命预测提供参考,具有重要意义。首先,论文依据国内外公开发表的公开参考文献,收集整理了273组国内混凝土自然碳化深度实测数据,并绘制了碳化深度直方图,经Kolmogorov-Smirnov拟合优度检验,发现碳化深度实测数据服从Gamma概率分布；随后,基于中国国家标准GB-T51355-2019模型和国际标准CEB-FIP-2010模型,结合RC结构混凝土碳化的自然环境,梳理分析了影响混凝土碳化过程的主要因素,发现混凝土时效抗压强度、环境相对湿度、温度、养护机制、CO2浓度和有无挡雨情形等为主要影响因素；其次,基于RC结构混凝土自然碳化过程是一个随机、单调和递增过程,使用Gamma随机过程模型对其进行表征,并在此基础上,以上述主要影响因素作为预解释变量,构建了一个新的混凝土自然碳化深度预测Gamma广义线性回归模型。最后,采用本文模型预测RC结构混凝土自然碳化深度,与实测数据、国家标准模型、国际标准模型预测结果进行对比分析。结果表明,本文模型具有较好的预测精度,优于现有国家和国际标准模型,可以作为一个有潜在应用价值的代理模型进行应用。
- 1
-
考虑渗流过程记忆效应的饱和土体一维固结特性研究
饱和土体中的长时间渗流特性研究具有重要意义。引入Riemann-Liouville(R-L)分数阶导数对达西定律进行修正(以下称修正渗流模型),以描述长时间渗流过程中土体渗透率的演化现象。文献数据拟合结果表明:修正渗流模型能更好的描述流体速度随时间的非线性变化,且由修正渗流模型反演出的反常渗透系数数值也在合理范围之内。将修正渗流模型代入一维Biot固结方程组,推导了R-L分数阶扩散方程。采用显(时间域)-隐(空间域)差分格式对上述方程进行了离散并编制了相应的计算程序,且通过算例验证了程序的正确性。在此基础上,探讨了修正渗流模型参数对饱和土体一维固结过程的影响。结果表明:分数阶阶次体现了土体渗透率衰减的程度,阶次越高,渗透率越低,固结速度越慢。此外,与渗透系数一样,反常渗透系数增大会加快土体的固结速度,但对土体固结速度的影响占主导地位。
- 1
-
超固结黏土的状态硬化法则和本构关系
超固结黏土的强度和变形特性受初始孔隙比、应力路径和前期固结应力等状态因素影响。为了描述超固结黏土的状态相关性，本文首先定义密度状态参量和应力状态参量来分别表征当前状态点和对偶状态点与临界状态线之间的孔隙比之差，然后推导出新的应力-状态方程，最后采用状态硬化法则描述当前状态点所在的下加载面的硬化规律，进而建立适用于超固结黏土的状态硬化模型。该模型属于单屈服面模型，形式较为简单，所包含的材料参数可以由常规的室内试验结果进行标定。通过将模型计算结果与不同类型黏土在排水和不排水条件下的三轴压缩试验结果进行对比分析，均取得良好的计算效果，表明本文模型能够合理的描述超固结黏土的应变软化和剪胀特性。模型计算结果表明，前期固结应力会对密度状态参量和应力状态参量的演变规律产生影响，当土样达到临界状态时两者将均取趋近于零。另外，当黏土处于超固结状态时，在排水剪切过程中土样的应力-应变曲线具有明显的软化特性，体积会先减小然后增大；在不排水剪切过程中则会产生负的超孔隙水压。
- 1
-
基于装置协同与路径耦合的榫卯节点精加工技术
针对榫卯木构铣削过程内角残余问题,提出了一种基于遗传算法的内角残留去除精加工技术与高度集成化的木构加工装置。借助可视化编程技术对工具适配进行标准程序开发,将已有木构加工技术与机械臂运动系统相结合,组成木构协同加工系统。最后选取木结构中卯结构进行建造实验。研究结果表明:基于遗传算法的内角残留去除技术可切除内角,有效解决铣削技术圆弧残留问题。提出的木构协同加工系统可高效、高精度地完成建造任务。通过实际建造验证了数字建造技术的可行性及适用性。
- 1
-
流态固化淤泥复合胶凝材料配比优化及机理研究
流态固化土因其高流动性、自密实、强度可控等特点可解决回填场地狭小、回填空间狭窄等填筑工程难题。流态固化材料主要包括胶凝组分和流动组分,本文主要对流态固化淤泥的胶凝材料配比和机理进行研究。采用矿粉和水泥作为基础胶凝材料,通过双掺试验确定激发剂生石灰和硅酸钠的适宜掺量,借助Design Expert软件进行响应面分析,得到复合胶凝材料的优化配比；通过XRD和SEM试验得到固化淤泥的产物种类和微观结构,分析固化机理。结果表明,复合胶凝材料(CCM)水泥：矿粉：生石灰：硅酸钠的优化配比为38:42:9.7:6.5,采用CCM的流态固化淤泥的流动度和强度均优于仅采用水泥的流态固化淤泥。CCM固化淤泥的水化产物主要包括水化硅酸钙凝胶和钙矾石,水化产物包裹土颗粒并填充孔隙,显著提高了流态固化淤泥的强度。CCM的固化淤泥强度提高包括水化作用、碱激发火山灰反应、离子交换作用、微膨胀和填充作用等。
- 1
-
振动作用下不同影响因素对渗流侵蚀现象的影响分析
渗流侵蚀发展过程复杂，影响因素较多，并且由渗流侵蚀引发的灾害频发，易对结构安全造成严重威胁。为研究振动作用下不同影响因素对渗流侵蚀的影响，本文采用CFD-DEM耦合分析方法，通过8组间断级配砂土试样的渗流侵蚀实验，研究了振动作用下土体细粒含量、围压以及水力梯度对渗流侵蚀过程的影响，并由细粒流失比、试样轴向变形等分析间断级配砂土试样的细观响应。研究表明，振动作用下细粒流失比更大、轴向变形更显著，且振动作用对渗流侵蚀具有加剧作用，对上层颗粒流失的影响最大，对中层颗粒流失影响最小；细粒含量越大，细粒流失也越多，稳定所需时间也越长，且细粒含量是影响试样轴向变形的重要因素；试样所受围压越大，试样细粒流失越大，轴向变形也越大且围压对振动具有一定的弱化作用；在渗流侵蚀发展阶段，水力梯度越大，细粒流失比也越大，且水力梯度对试样轴向变形影响最小。
- 1
-
基于激光点云的钢杆件数字化测量技术研究
本文研究了钢结构杆件的数字化测量问题，通过采用基站式与手持式扫描仪相结合的扫描方式获取杆件激光点云扫描模型，运用数据融合技术生成杆件完整+局部特征高精度的点云模型；运用PCL库内算法原理对点云数据进行处理与优化，通过分割、边缘提取、几何特征等点云算法获取几何特征值；提出了一种适用于钢结构大长杆件数字化测量进行质量检验的技术路线，其中结合工程实际情况，采用有限元分析的结果对杆件在扫描过程中由于支撑方式不同产生的变形进行修正以提高测量精度。依托某钢结构项目对测量技术研究结果进行了试验验证。结果表明：该数字化测量方法比传统测量方法体现出了更优的精度及数据处理效率，为钢结构大长杆件的数字化测量技术的研究及实践应用提供参考借鉴。
- 1
-
高性能混凝土强度-组分相关性分析的可解释机器学习模型
高性能混凝土强度与其组分之间存在复杂相关性，传统的黑盒模型因缺乏可解释性无法揭示二者之间的实际依存关系。本文基于高性能混凝土大样本数据集，构建机器学习模型，采用Hyperopt算法对机器学习模型进行优化，并与SHAP可解释技术和特征依赖值算法集成，计算得到高性能混凝土强度与其各组分非线性关系的可视化表征，以及多组分之间的交互耦合作用。研究表明：Hyperopt-极端梯度提升模型为可信任的机器学习模型，具有较高准确性与稳健性；高性能混凝土的八种组分（因素）中，龄期、水泥、水和矿渣对抗压强度起关键控制作用，其与抗压强度的关系式分别满足指数函数、幂函数、高斯函数和指数函数，同时，四种关键因素之间还存在明显的交互耦合效应。研究结果可为高性能混凝土复合设计和关键因素控制提供理论参考。
- 1
-
高层建筑饰面砖空鼓缺陷无人机识别关键参数试验研究
为了应对当前高层建筑外墙饰面砖频繁脱落造成的公共安全隐患,通过归纳总结饰面砖缺陷的成因机理,明确了空鼓缺陷为外墙脱落的前骤。基于无人机搭载红外热成像技术,通过开展空鼓缺陷检测室内试验,研究了无人机的最佳观测姿态,揭示了无人机旋翼工作对外墙温度的影响规律,探明了空鼓缺陷特征参数对识别效果的影响,提出了一种基于温差阈值的外墙饰面砖空鼓快速识别方法。研究表明：当无人机距外墙的距离为2~3m,立面观测角度为-30~30°、平面观测角度为-15~15°时,观测效果最佳；无人机旋翼会使外墙降温增速10%；空鼓尺寸越大、埋深越浅、厚度越大,识别效果越好；黑色和红色饰面砖内的空鼓缺陷温度偏高,淡黄色饰面砖内的空鼓缺陷温度偏低。在此基础上,开展了室外试验,通过与可见光图像识别方法进行对比,验证了所提出检测方法的有效性,为高层建筑饰面砖空鼓缺陷的快速识别提供了新途径。
- 1
-
循环加卸载与干湿循环后不同损伤度软硬互层岩体力学特性试验研究
探究具有不同初始损伤的软硬互层岩体的力学性质，对于评估震后损伤岩体在周期性干湿循环交替环境下的稳定性极为关键。本研究以变质砂岩和千枚岩互层岩体为研究对象，采用MTS岩石仪、声发射系统和数字图像相关技术，通过循环加卸载试验和随后的干湿循环试验，制备了具有不同初始损伤度的试样，然后开展单轴压缩试验，研究了不同初始损伤试样的变形破坏特征、裂纹演化过程、强度劣化规律，探究了试样破坏的前兆特征，并从微观角度揭示了试样的损伤劣化机制。结果表明：（1）软硬互层岩体表面的变形并不同步，千枚岩岩层的变形大于变质砂岩层，并最先出现局部高应变区，变形差异系数能够量化试样表面不同区域的变形差异，当变形差异系数由减小阶段转换为增大阶段时，表明局部裂纹发生了贯通。（2）穿晶裂纹和晶间裂纹的扩展贯穿整个加载过程，其破裂形式主要以张拉破裂为主。在塑性阶段，剪切破裂特征会变得明显，并引起RA/AF值变异系数CV的增大，当CV增加至6.5时，试样临近破坏。（3）试样的剪切破坏模式主要受岩体结构特征的控制，初始损伤则影响试样的破裂类型和裂纹的发育特征，初始损伤度越大，微裂纹数量越多，剪切破裂特征愈发显著。（4）初始损伤引起弹性模量，抗压强度和破坏位移的下降。微裂纹的增多、颗粒间胶结作用的减弱是导致岩体宏观力学性能劣化的根本原因。
- 1
-
非平衡堆载作用下基坑降水开挖地表沉降空间效应研究
梁新欢., 迟民良., 何小辉, 王安华, 徐长节.., 杨开放
为研究非平衡堆载作用下,地铁基坑施工过程不同特征剖面处的地表沉降的空间效应特性,以南昌市某地铁车站基坑工程为研究背景,利用PLAXIS 3D软件建立三维精细化数值模型进行模拟分析。模拟值与实测值吻合良好,验证了数值模拟的准确性。通过改变坑外非平衡堆载大小,开展了两种工况下的数值研究,在此基础上研究了不同情况下的坑外不同特征剖面处的地表沉降响应情况,探讨了不同非平衡堆载大小、降水方案情况下坑外地表沉降的空间效应。结果表明：非平衡堆载对基坑长边近堆载侧的地表沉降影响更大,近堆载侧地表沉降普遍大于远堆载侧；分步降水开挖工况下,坑外不同特征剖面处的地表沉降均较小,基坑分步降水开挖对坑外地表沉降有一定的抑制作用；非平衡堆载作用下,基坑坑外地表沉降分布具有显著的空间效应,一次性降水开挖各研究区域的地表沉降空间效应均大于分步降水开挖工况。
- 1
-
腐蚀钢柱轴压极限强度损失计算方法研究
本文首先对Q345级H型钢柱进行了轴压试验。然后,在理论推导的基础上,提出了点蚀后的H型钢柱在轴压作用下的极限强度损失计算方法,并采用数值模拟对所提公式进行了验证。进一步考虑随机点蚀的尺寸和位置对柱强度损失的影响。首先研究了单个点蚀坑对柱强度损失的影响,建立了点蚀坑的贡献函数。然后考虑点蚀坑的相对大小、距离和角度,通过相互作用系数来反映点蚀坑之间的相互作用效应。最后,建立了一组考虑点蚀坑随机性的有限元模型,进一步验证了所提计算方法的可行性。
- 1
-
碱性富硅生物炭基复合材料吸附Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)机理研究
工业废弃物引发的重金属污染问题日益严峻，对人类健康和生态环境造成了深远影响。生物炭在重金属污染修复中展现出较大潜力，但原状生物炭在低pH和高浓度重金属条件下的修复效果有限。为有效应对这一难题，本研究以火龙果皮为前驱体，在500℃条件下热解2小时制备生物炭，并研发了一种名为GBMSs（绿色生物炭-偏高岭土-硅酸钠）的高效绿色吸附剂。响应面法试验结果表明，在pH=2条件下，GBMSs对锌的吸附量高达67.37mg/L，表现出卓越的吸附性能。动力学和等温吸附研究显示，GBMSs对铜和锌的吸附过程与Langmuir模型和伪二阶动力学方程高度吻合，属于均质单分子层表面吸附，吸附速度较快，且吸附量随着pH值增加而增加。通过XRD和SEM-EDS技术深入分析，发现GBMSs的主要吸附机制为化学吸附，离子交换、表面络合、共沉淀等作用起重要作用。综合以上结果，研究证实GBMSs作为一种环保高效的吸附剂，在重金属污染治理方面具有广阔的应用前景。
- 1
-
不同胶结液浓度下MICP协同氧化镁固化Zn2+污染红黏土试验研究
随着工业化进程的加快，Zn2?的污染问题日益严重，对生态系统和工程结构稳定性构成了重大威胁。为了应对这一挑战，本文研究了MICP（Microbially Induced Carbonate Precipitation）协同氧化镁技术对Zn2?污染红黏土的固化效果。采用无侧限抗压强度试验和直接剪切试验，探讨了在不同胶结液浓度、氧化镁掺量及Zn2+浓度下固化土的无侧限抗压强度及抗剪强度指标变化规律；通过离子赋存形态试验，并结合固化前后试样pH值变化情况，分析了MICP协同氧化镁技术对Zn2?的固化效果。结果表明：氧化镁的掺入显著提高了Zn2?污染红黏土的无侧限抗压强度和抗剪强度，当氧化镁掺量为5%时利用率最高。胶结液浓度为1.0 mol/L时，抗压强度和抗剪强度最高。固化试样的抗剪强度指标主要受氧化镁掺量影响。氧化镁的掺入通过提升pH值，促进了MICP过程中碳酸钙的沉淀，同时加速了Zn2?从弱酸提取态向可还原态、可氧化态和残渣态转化。因此，MICP协同氧化镁固化Zn2?污染红黏土具有广泛应用前景，可为污染场地地基处理提供指导。
- 1
-
不同水位升降速率下库岸滑坡的透明土模型试验研究
王煜成, 方祥位, 王鲁琦, 梁皓, 叶颜伟, 陈超, 熊珮西
三峡库区正常运行期间水位将历经周期性涨落起伏,库水位升降速率对库岸边坡稳定性有重要影响。以库区巫山塔坪滑坡为原型,基于透明土试验技术,设计了透明土库岸边坡模型试验系统,包括透明土滑坡模型箱、库水位升降系统以及计算机图像采集系统三部分,进行了不同水位升降速率的模型试验,利用粒子图像测试技术得到透明土滑坡全断面全过程的变形数据,分析了库岸滑坡在不同水位升降速率下的变形特征和演化规律。结果表明：库水位上升滑坡变形由前向后发展,而库水位下降滑坡变形由后向前推进,且库水位下降引起的滑坡体变形更大。库水位升降速率增大,滑坡内部的动水压力效应和地下水位滞后效果越明显,滑坡产生的变形增大,变形特征更明显。滑坡地表位移变化曲线呈现台阶状阶跃上升趋势,水平位移增长明显高于竖直位移,库水位升降速率变大会增加库水位不变的间歇期内滑坡位移,表明滑坡稳定性变差。研究成果可为库区滑坡防治提供重要的理论依据。
- 1
-
基于多目视觉摄像与图像识别技术的TBM施工隧道围岩结构面识别方法
围岩结构面是影响TBM掘进效率与安全性的关键地质因素之一，研发快速、准确、环境适应性强的TBM隧道围岩结构面识别方法具有重要意义。本文提出了一种基于多目视觉摄像与图像识别技术的围岩结构面识别方法。具体而言，以双目相机为方法的设备基础，通过固定机位拍摄大面积裸露围岩的彩色与深度图像，根据双目相机位置与拍摄角度等位置参数，修正深度图像以克服图像畸变问题。进一步采用精细边界刻画(CED)方法，实现了对围岩结构面的精细识别。该方法在传统的卷积神经网络基础上，增设了图像数据的正向传播与反向细化双路径，在反向细化路径中不断强化对图像局部边界的捕捉，捕捉图像中结构面与常规围岩像素的差异，进而刻画围岩结构面边界。依托青岛地铁6号线TBM施工隧道，采集427组现场围岩的彩色与深度图像，通过对比模型识别与结构面实际形态，进一步验证了本方法。
- 1
-
软土深基坑分区开挖变形规律研究
为了研究软土地区基坑分区开挖变形特性，本文以杭州新世界望江新城4号深基坑为背景，对分区施工过程中坑外土体及地连墙变形监测数据进行了分析，并采用数值模拟进行了对比分析。研究结果表明：基坑开挖过程中地连墙变形呈现抛物线型变化，且坑后基坑施工时会使地连墙出现推回位移；坑外深层土体变形与地连墙变形类似，但变形大小比地连墙变形小；坑外地表沉降值随着基坑的开挖逐渐增大，且受环境影响；墙顶沉降在基坑开挖和坑内主体结构修建过程中呈现“先隆起后沉降”的现象。
- 1
-
悬索桥大直径嵌桩式重力锚碇摩擦/嵌固联合抗滑机制和设计方法
大直径嵌桩式重力锚利用嵌固桩的侧向承载作用增加抗滑力，可以减小重力锚体积，降低基坑开挖量和对原状地基的扰动、提高锚碇抵抗地质灾害的能力。然而，锚碇基底摩擦力和嵌固桩侧向承载力的联合抗滑机制尚不清楚，且缺乏可供设计使用的实用方法。针对中风化石英砂岩地基上的大直径嵌桩式重力锚碇，运用三维实体弹塑性数值分析手段，采用岩石力学中考虑高孔隙砂岩体积压缩屈服的帽盖模型和库伦接触-摩擦单元，分析了4根不同桩长大直径嵌固桩的侧向承载力以及单桩和群桩重力锚基底摩阻力和嵌固桩的耦合效应，揭示了重力锚嵌固桩侧向基岩反力分布形态和摩阻力随主缆拉力的演化规律，考察了嵌固桩长度以及平面布置形式对该类重力锚抗滑稳定性的影响。研究表明，重力锚嵌固桩可承担锚碇总抗滑力的70~80%，极限荷载下锚碇基底实际摩阻力只达到最大摩阻力的2/3。嵌桩式重力锚的抗滑稳定性系数可以达到悬索桥规范要求，而锚碇位移完全可以控制在跨度的1/10000之内。嵌桩式重力锚的失稳主要是由锚碇后部扩底式嵌固桩周围基岩局部屈服破坏引起。与传统重力锚相比，大直径嵌桩式重力锚可以减小锚碇自重达20%以上，对于大跨度悬索桥绿色建造具有重要的意义。 关键词：悬索桥；重力锚；嵌固桩；稳定性；抗滑
- 1
-
库水位和降雨联合作用下黑水河岸坡稳定可靠度分析
目前，库水位变化和降雨联合作用下的边坡稳定分析常采用确定性的分析方法，然而岩土体参数具有天然的空间变异性，传统的确定性分析方法无法准确评估边坡的稳定性。为此，本文以白鹤滩库区黑水河岸坡为例，基于实测降雨和库水位数据，分析了1年周期内库水位变化和降雨联合作用下的边坡稳定性。首先，通过确定性的分析，确定了3种最不利工况。在此基础上，进一步考虑有效黏聚力c′、有效内摩擦角φ′、饱和渗透系数ks的空间变异性，利用随机有限差分法（RFDM）对比了平稳随机场和非平稳随机场对边坡可靠度分析结果的影响规律。结果表明，相较于降雨入渗，库水位涨落对边坡稳定性起着关键性作用，最小安全系数出现在库水位快速下降期，且降雨和库水位的联合作用会显著增大边坡的失效概率和滑动体积。此外，在对边坡稳定性开展随机分析时，应当考虑岩土体参数随深度变化的特性，否则将会低估边坡的稳定性。
- 1
-
酶诱导碳酸钙沉淀联合高岭土固化砂物理力学特性试验研究
为进一步提升酶诱导碳酸钙沉淀（EICP）技术的固化效果，本文采用EICP联合高岭土对标准砂进行固化处理，设置高岭土掺量与养护时间两个试验变量，开展了不同变量组合条件下固化砂的宏微观试验研究。试验结果表明：EICP联合高岭土固化砂的无侧限抗压强度随高岭土掺量与养护时间的增加持续提高，4%高岭土掺量养护14天的抗压强度为722.19 kPa，是纯EICP固化砂的13.15倍；碳酸钙沉淀率不会随着养护时间和高岭土掺量的增加持续提升，3%高岭土掺量养护7天的碳酸钙沉淀效率最高；随高岭土掺量的增加，孔隙度先减小后增加，高岭土掺量为2%时，孔隙度最小；掺加高岭土前后固化砂的孔隙由以中孔为主（占比超过90%）转变为以小孔为主（占比80%左右），孔隙结构得到明显改善；EICP联合高岭土固化砂颗粒间沉积的碳酸钙晶体以球霰石为主，呈堆叠状填充于砂粒间隙并覆盖在砂粒表面，可显著提升砂粒间的胶结作用。
- 1
-
三峡库区水位变动影响下危岩稳定性研究进展
三峡库区危岩具有隐蔽性、突发性、破坏力强、危害性大等特点，库水位周期性变动引起的岩体损伤（劣化）已成为威胁影响库区危岩长期稳定的关键。近年来，许多学者针对水位变动影响下岩体损伤致灾机理，危岩失稳模式和稳定性计算方法等开展了大量研究。通过综合分析研究，认为针对水-岩作用引起的岩体损伤（劣化）试验方法、测试技术和设备等逐步发展，水位变动影响下岩体劣化致灾机理和危岩失稳模式研究更加深入，危岩稳定性计算方法更加科学。未来仍有以下六个方面问题值得开展深入研究:涉水危岩的成灾机理和破坏特征、复杂动态力学环境下的室内模拟实验、原位试验、大型结构面探测；岩体损伤（劣化）规律与空间表达；复杂动力条件下的危岩失稳模式研究；累积损伤和长期稳定性研究、涉水危岩的失稳破坏模式；遥感技术和机器学习模型方法的应用。
- 1
-
RC框架结构梁柱节点的轴力变化规律及加载制度
钢筋混凝土(RC)梁柱节点的抗震性能一般是基于定轴力加载试验获得。由于缺乏有依据的变轴力加载制度，仅少数RC节点抗震性能试验研究考虑了变轴力影响，且均假定轴力按简化的线性规律变化，难以反映水平地震作用下RC框架结构梁柱节点的真实受力特征。在OpenSees平台上，通过对6个不同层数、跨度的8度0.2g区平面RC框架进行单调加载和循环往复加载有限元模拟，分析了水平荷载作用下节点轴力的变化机理，以及影响节点轴力变化的因素。在理论分析的基础上，经统计回归，提出了与轴力变化特征相符、能考虑材料非线性受力特性的节点变轴力加载制度。分析结果表明，混凝土、钢筋的材料非线性是节点轴力非线性变化的根本原因，梁端纵筋受拉屈服是节点轴力变化的主要影响因素；提出的节点轴力变化幅度计算式能合理考虑节点类型、结构总层数、梁跨度、梁纵筋面积、梁截面尺寸的影响；提出的节点变轴力加载制度的骨架曲线能较好反映节点以上各楼层梁端纵筋受拉屈服后节点轴力变化速率逐渐减慢的特点，其滞回规则能合理地考虑材料非线性受力对卸载刚度退化的影响。
- 1
-
多尺度视角下桥梁损伤检测与服役性能评估综述
李泽伟, 杨永清, 谢明志, 黄胜前, 郑小刚, 余华丽, 邹凌晨
桥梁检测与服役性能评估是保障桥梁安全运营的核心技术。以多尺度为核心,对桥梁损伤检测与评估领域的学术进展、现有成果及未来趋势进行了系统梳理,并从宏观、中观及亚微观的多尺度视角展开探讨。宏观尺度上,深入剖析了桥梁特征检测方法的演变,揭示了其向基于车辆响应的快速检测技术转型的趋势。在中观及亚微观尺度上,鉴于桥梁表观损伤的复杂性,现有研究重点聚焦于基于计算机视觉的识别方法。在服役性能评估方面,归纳了现有的桥梁短期状态评估与长期状态预测方法。综合分析表明,当前桥梁检测技术在识别桥梁损伤特征上已具成效,但未来仍需聚焦于基于车辆响应的宏观损伤识别与基于计算机视觉的中观及亚微观损伤识别,这两大方向均展现出巨大的应用潜力。未来研究应进一步优化车桥耦合响应模型,提升其在不同宏观尺度损伤形式下的适用性；深入研究中观及亚微观损伤图像与桥梁力学特征的映射关系；加强多尺度损伤相关性的研究,以提高检测准确性；从工程实际出发,探索更具实用性的桥梁服役性能评估方法。
- 1
-
生物矿化技术加固锁阳城土体试样的效果评估
朱非清, 李洁, 郭青林, 陈雨鑫, 章高森, 李平, 尚东娟, 余静, 善忠伟, 武发思
微生物或酶诱导碳酸钙沉积（MICP/EICP）是一种加固强度高、环境友好的新型固土技术。为探索MICP/EICP技术在岩土质文物保护修复领域的应用，本研究采用巴氏芽孢八叠球菌（Sporosarcina pasteurii）和脲酶（Urease）两种不同的矿化材料针对锁阳城遗址周边土分别进行拌和制样和滴渗加固处理。通过SEM、EDS、XRD、CaCO3生成量测定、TG-DSC和透气性能试验等方法对试样进行表征分析，并测试了表面硬度、抗剪强度等力学性能，从而评估不同材料及加固方法的矿化效果。此外，使用离子色谱法对试样进行了易溶盐含量的分析。结果表明两种生物矿化材料均可与胶结液（氯化钙/尿素混合液）在土体中发生矿化作用，矿化程度随养护时间呈上升趋势。生物矿化在一定程度上提高了土体的力学性能，且对土体性质和色度影响甚微。整体而言，拌和法的加固效果优于滴渗法，然而这两种方法均会导致土体内易溶盐含量增加。结合文物保护实践，MICP/EICP技术在土遗址裂隙灌浆及防风化加固保护中具有较好的应用潜力，但生物矿化过程中易溶盐控制及潜在盐害风险等问题仍需进一步研究。
- 1
-
盾构隧道管片偏心抗弯响应特性研究
黄应州, 陈文, 何齐海, 吴志昊, 杨阳, 仉文岗, 杨文钰, 孙伟鑫
盾构隧道管片的抗弯承载力对于隧道建设至关重要,足够的抗弯承载力可以保障隧道工程的整体稳定和安全。目前关于盾构隧道管片抗弯承载力的研究仍不足,难以全面预测盾构隧道管片在实际工况中的表现。本研究基于标准化的盾构隧道管片抗弯承载力检测方法,结合足尺抗弯试验,对深汕铁路龙岗盾构区间的盾构隧道管片抗弯承载力进行了测试,并使用规范设计计算方法对足尺管片抗弯试验的有效性进行了验证,并采用有限元数值模拟方法进一步分析了偏心受压状态下的管片抗弯承载性能。结果表明,随着荷载施加位置越靠近盾构隧道管片的端部,管片可承受的压力也随之增加,管片中心位置所需提供抗弯承载力逐渐降低,端部所需提供的抗弯承载力呈现先增大后减小的变化规律；将理想状态下管片可承受的极限承载力施加在各偏心工况下时,管片中心的位移逐渐降低,端点位移呈现出先增大后减小的变化趋势。
- 1
-
螯合飞灰用作路基填料的工程特性研究
螯合飞灰在道路工程中的资源化利用可减少土地资源占用，但对其用作路基填料的可行性仍未形成统一的认识。本文通过室内试验和微观测试，研究螯合飞灰的基本物化特性和含水率、干密度对其工程特性的影响，探讨螯合飞灰用作路基填料的可行性，并提出施工控制指标和环境污染防治措施。结果表明：（1）螯合飞灰是一种微观结构复杂、比重较小的高液限粉土，相较于普通填料，最佳含水率偏大，最大干密度偏小；（2）螯合飞灰的主要化学元素为Ca、Na、Si、Cl，主要矿物成分为钙化合物、二氧化硅及氯盐，钙化合物可通过化学沉淀作用固化飞灰；（3）强度、有效黏聚力和有效内摩擦角分别随含水率和干密度的增加而近似线性下降和上升，渗透系数随干密度的增加呈下降趋势；（4）螯合飞灰适用于公路路基填料，用作路堤及路床填料的含水率范围宜为22.0%~29.5%和24.5%~29.5%。同时，为确保路基稳定和降低环境污染风险，建议采用低液限黏土包边和防渗土工布包芯联合处治。本文研究可为确定螯合飞灰路基填料的技术参数提供支撑，对其在道路工程的资源化利用具有重要的工程价值。
- 1
-
地铁振动下的轨道结构应力波传播特性分析
地铁运行过程中在钢轨上产生的振动以应力波的形式沿着钢轨-轨底垫片-钢轨轨枕-道床-隧道-土体路径传播。为了探究在传播路径中的应力波基础特性变化情况,本文在室内搭建了一段地铁隧道钢轨模型,采用激光多普勒测振仪对试验模型不同部位的应力波信号进行了测量研究,并通过扫描式测振仪获取到了钢轨不同表面上的应力波波场真实传播过程,最后采用有限元仿真软件LS-DYNA对应力波传播过程中的波场变化特征从图像角度进行了对比分析。研究结果表明:钢轨上由轮轨相互作用激励产生的应力波信号主要以25Hz~400Hz低频和1400Hz高频信号为主,而最终传播至土体内的应力波信号则主要以25Hz~200Hz的低频信号为主；通过与实测数据的对比,本文搭建的钢轨试验模型在动力性能方面同实际地铁隧道基本保持一致；信号数据分析结果和波场云图结果均表明:应力波的高频成分在从钢轨传播至混凝土轨枕阶段衰减最快,信号能量传递率最低；通过对比激光多普勒测振仪与计算机仿真的应力波波场结果,可以从图像角度验证计算机仿真方法的正确性；同时,复杂介质和模型中的波场研究可以由激光多普勒测振仪的结果替代计算机仿真结果。研究成果对于地铁轨道结构的安全设计与波场分析具有借鉴价值。
- 1
-
盾构隧道壁后注浆智能检测的“云-边-端”架构及应用
随着我国城市轨道交通的不断发展，盾构隧道的建设需求不断增加。为保证隧道施工安全和壁后注浆质量合格，克服人工探地雷达（Ground Penetrating Radar, GPR）检测低效率的缺点，提出车架随行式检测机构实现壁后注浆质量GPR自动化快速检测；对机构硬件组成、工作模式和主要参数进行了详细说明。提出基于模型试验获取高质量带标签的GPR数据，采用基于A扫描和B扫描的机器学习模型训练策略，实现了人工智能模型的良好性能。提出基于“云-边-端”架构的壁后注浆智能化检测方法，并开发了基于部分“云-边-端”架构的GPR-AI Master平台，实现对AI模型的云上部署和应用。提出了基于车架随行式检测机构智能化应用的动态反馈机制，实现隧道掘进的全程守护，在国内外多个工程进行了应用。
- 1
-
考虑多解释变量共线性的混凝土桥建设期碳排放测算方法
混凝土桥作为公路建设的重要结构物之一，其建设期产生的碳排放较高，因而亟需构建精度较高的碳排放测算模型以助推其建设过程低碳化。本文将公路混凝土桥建设期碳排放来源划分为材料生产、材料运输、场外加工、现场施工四个部分，使用碳排放因子法计算了某新建高速公路31座混凝土桥建设期的碳排放。通过碳排放特征及相关性分析，发现解释混凝土桥建设期碳排放的关键要素为桥梁长度、材料总重量、机械工作时间，Spearman相关系数分别为0.96、0.88、0.82，且三个要素之间存在共线性。使用上述要素为自变量，构建岭回归、Lasso回归及弹性网络回归模型以消除共线性的影响，发现Lasso回归模型碳排放测算精度最高，R2为0.9762，故将其作为混凝土桥建设期碳排放的测算模型。该模型可基于桥梁长度和材料总重量测算混凝土桥不同设计方案和建设方案的碳排放，为混凝土桥低碳方案设计及建设期减碳要素优化提供方法参考。
- 1
-
聚丙烯网-复合水泥砂浆加固村镇建筑开洞砌体墙的抗震性能研究
村镇建筑中砌体结构缺少必要的抗震措施，墙体抗震能力偏低，采用聚丙烯网-复合水泥砂浆对墙体进行加固以提高村镇建筑的抗震能力。为研究开洞砌体墙加固后的抗震性能，设计制作了3榀开洞墙体的模型试件进行拟静力试验，得到模型试件的滞回曲线及骨架曲线。采用ABAQUS有限元软件建立数值模型进行计算分析，将计算结果与试验结果进行对比，二者结果基本一致。未加固试件加载后洞口角部首先开裂，并逐步延伸至墙体端部，形成 “X”或“八”字型贯通裂缝，呈剪切破坏。采用聚丙烯网-复合水泥砂浆面层加固后可有效延缓减轻墙体破坏，单侧面层加固墙体和双侧面层加固墙体较未加固墙体的极限承载力分别提高了68.75%、107.05%，试件初始刚度分别提高了11.68%、46.55%，延性性能分别提高了6.34%、14.63%。分析结果表明，对村镇建筑开洞砌体墙采用单侧及双侧面层加固后其抗震能力均有提高，洞口区域易开裂后形成贯通裂缝，其破坏模式与未开洞墙体不同。
- 1
-
基于深度学习的室内多视角点云自动化配准方法
尺寸质量检测是成品房屋在交付前的必要步骤，但传统人工检测方法耗时费力。随着利用陆地激光扫描仪的自动化尺寸质量检测得到更多关注，室内多视角点云自动化配准变得更加重要。由于在室内布置标靶的效率偏低，且成品房屋室内充斥着大量重复的结构，不适合仅依赖自然几何基元或俯视图进行无标靶配准。本文提出了一种基于深度学习的室内多视角点云自动化配准方法。首先利用PointAF神经网络对扫描点云数据进行语义分割，再进行实例分割得到不同结构的点云实例。随后，利用门实例进行两两配准计算变换参数，通过基于重叠置信度和冲突约束的评价函数去除错误匹配，并使用基于生成树的顺序配准方法完成多视角配准。在验证和对比实验中，利用2套成品房屋共21站扫描点云数据证明了所提出方法的有效性和精度。
- 1
-
主余震序列作用下考虑材料参数空间变异性的边坡动力可靠度分析
边坡在地震作用下的动力响应研究目前主要关注单一主震作用，而没有考虑余震的影响，且材料参数的空间变异性往往被忽略。本文充分考虑土体强度参数的空间变异性，提出了一种基于Newmark方法和概率密度演化方法（PDEM）的可靠度分析框架来量化余震及空间变异性对边坡动力可靠度的影响。首先，将物理随机函数模型、Copula函数和窄带谐波群叠加方法相结合生成主余震序列。此外，基于谱表示法生成随机场并根据对应坐标将参数赋值到有限元模型中。然后，采用Newmark位移法批量计算了主余震序列作用下考虑材料参数空间变异性的边坡的永久位移，并通过位移均值分析了粘聚力和摩擦角的变异系数（COVC和COVF）、余震和峰值加速度（PGA）对边坡永久位移的影响。最后，基于PDEM，从概率的角度解释了变异系数（COV）和余震对边坡动力可靠度的影响。研究结果表明:随着COV增大，边坡的永久位移均值呈现逐渐增大的趋势。相比之下，COVF对边坡的永久位移影响更明显。此外，与单一主震相比，地震序列作用下边坡的位移均值更大。若忽略材料参数的空间变异性和余震的影响，将明显高估边坡的抗震性能。
- 1
-
骨架支承式鞍形膜结构的风致响应和可靠度参数分析
陈梓烨, 刘长江, 李栋, 郑周练, 刘坚, 刘治, 刘燕云
膜结构对风荷载敏感，在风荷载作用下会产生剧烈的振动位移，同时膜结构的抗风设计缺乏可靠度理论的支撑和保证。建立膜结构在风荷载作用下的随机振动模型和可靠度理论可为膜结构的抗风设计提供参考。首先，以骨架支承式鞍形膜结构为研究对象，基于冯·卡门大挠度理论和势流理论建立了风荷载作用下的随机振动理论模型，并采用KBM摄动法结合MATLAB软件求解得到了风致动力响应的近似理论公式。然后，根据位移首次超越破坏准则建立了骨架支承式鞍形膜结构的可靠度功能函数，并利用一次二阶矩法求得可靠指标和失效概率。其次，进行了骨架支承式鞍形膜结构的风洞试验，从流速与压强的角度分析了膜面上各点的振动规律。最后，引入相对相差对理论结果与试验结果进行了对比，并对影响可靠度的参数进行了敏感性分析。研究结果表明，理论与试验结果吻合效果较好。矢跨比、预张力和风速均对膜结构可靠度有一定影响，但从失效概率的变化趋势上可知，矢跨比相较于其他变量而言对膜结构可靠度的影响更加显著。
- 1
-
基于多元线性回归模型的面砖外墙劣化评估方法
对建筑面砖外墙劣化导致脱落风险日益凸显的问题，基于现场调研和多元线性回归模型提出一种劣化程度快速评估方法，旨在降低既有评估方法的模糊性，同时提高诊断效率。首先，综合国内外研究，分类分析了面砖外墙的劣化类型及其影响，并汇总了劣化定性评估标准。接着，通过调研建立了面砖外墙劣化图像库，并开展了分组评估，在此基础上，利用多元线性回归方法构建了劣化评估模型，确定系数R^2达到82.45%，且模型中自变量对因变量的影响在统计学上显著。为进一步规范化评估结果，引入价值函数对模型输出进行处理，得到归一化的劣化程度评估值。最终，结合回归模型、价值函数和劣化程度评级标准，形成了一套完整的评估方法。通过实例验证，与传统评估方法相比，此方法具有指标全面、简便高效和适用性强等优势。
- 1
-
考虑渗流作用的重力坝稳定与应力高效可靠度分析
重力坝服役期间,渗流作用会对大坝稳定及应力产生不利影响,研究重力坝在渗流作用下的可靠度具有重要意义。本文将响应面法与随机有限元法结合,提出了考虑渗流作用的重力坝稳定与应力高效可靠度分析方法。依托某水电站工程,通过敏感性分析确定影响重力坝抗滑稳定与应力的关键不确定性参数；基于响应面法构建考虑渗流作用下重力坝抗滑稳定安全系数的功能函数,计算了多破坏模式的失效概率,并与不考虑渗流作用情况下的结果进行对比分析；采用概率失效分析方法定量分析了关键不确定性参数对重力坝失效概率的影响。结果表明：考虑渗流作用计算得到的失效概率较高,忽略渗流作用导致低估重力坝失效概率；比较三种失效模式,坝踵拉裂与沿坝基面滑动失稳最容易发生,其次是坝趾压坏。相关研究成果可为实际大坝工程可靠度评价提供理论依据和技术支撑。
- 1
-
纤维加筋花岗岩残积土动单剪特性研究
为了研究纤维加筋花岗岩残积土的循环剪切特性,将聚丙烯纤维掺入到残积土中,通过动单剪仪对纤维加筋的残积土进行水平循环单剪试验,分析了不同纤维掺量(0、0.3%、0.6%、0.9%)、循环应力比(0.15、0.20、0.25、0.30)对花岗岩残积土动力特性的影响。试验结果表明:随着循环应力比增大,动剪应变越大,纤维的加入有效抑制了残积土的动剪应变的发展,且纤维掺量越高,动剪应变越小；纤维提高了残积土的临界循环应力比,在临界循环应力比下,加筋的试样破坏时的循环次数远大于未加筋试样,这表明纤维的加入增加了土体的韧性,大大延缓了土样达到破坏的时间；动剪切模量和阻尼比均随水平循环次数的增加先减小后保持稳定不变,在同一循环应力比下,纤维掺量越大,动剪切模量和阻尼比越大；对于动剪切模量而言,循环应力比越小,纤维加筋的优势越明显。对H-D模型进行了改进,改进后的模型可用来分析不同循环应力比、不同纤维掺量下花岗岩残积土的动力响应。
- 1
-
浮置板减振轨道动力学现场测试及减振评价
为评价深厚软土场地地铁隧道内钢弹簧浮置板轨道的轮轨力及减振性能，遴选出满足地质条件相似、隧道埋深相同、列车行驶速度和载重一致三个前提条件的浮置板和整体式轨道，分别测试其垂向、横向轮轨力和钢轨变形，以及其钢轨、轨枕板和隧道壁的三向振动加速度时程，并展开时域和频域分析。结果表明：①浮置板会小幅增加垂向轮轨力，大幅增加横向轮轨力，且使轮轨力的低频准静态作用占比更大；②轮轨力的低频成分增加后引发钢轨的低频抖动，使钢轨的垂向、横向位移分别增大了2.4倍和4倍，且波动性更明显，对平稳行车将产生不利影响；③浮置板使隧道壁的横向、垂向振动加速度级均减小约5 dB，但纵向振级变化不大，与此同时浮置板自身的横向、垂向振动加速度级增加10~12 dB，证明浮置板有效阻隔了车轨振动能量；④软土场地内地铁隧道的横向、垂向共振频率约50 Hz，浮置板有效抑制了其共振现象，使分频振级减小10~18 dB，达到了特殊减振性能要求，说明低频轮轨力的增加对其减振性能的影响较小，钢弹簧浮置板在深厚软土场地仍具有适用性。
- 1
-
含砾花岗岩残积土-土工织物界面剪切特性细观分析
为深入探究筋土界面的细观变形破坏机理,以室内大型直剪试验结果为基础,利用离散元软件PFC3D建立了3种砾石含量(50%、75%和100%)和2种加载方式(法向静荷载和法向循环荷载)下含砾花岗岩残积土-土工织物界面的直剪试验模型,分析了筋土界面孔隙率、配位数、组构各向异性和颗粒旋转情况等细观剪切特性的变化规律。结果表明：试样孔隙率变化量随砾石含量的增大而增大,且主要集中在剪切面附近,法向循环荷载作用也会使其略微增大；界面处的配位数随砾石含量增大分别介于5.19-6.05、4.74-5.77和4.35-5.53之间,颗粒间的接触减少；两种加载方式下试样颗粒的接触力的各向异性主方向均发生了偏转,且法向静荷载作用下的法向接触力相较于法向循环荷载作用下的均更大；砾石含量100%的颗粒平均旋转角度比50%时的更小,法向循环荷载作用会使其略微增大,曲线整体上呈正态分布,最大值位于剪切面附近。
- 1
-
附加锌丝对拉索腐蚀形貌及力学性能退化影响研究
拉索是索承桥梁的主要传力构件，拉索腐蚀严重时将威胁到桥梁结构的安全性和耐久性。本研究对新型附加锌丝拉索开展人工加速腐蚀、形貌三维扫描和力学性能测试探究附加锌丝对拉索腐蚀扩展特征及力学性能退化的影响机制。首先，制备了含锌丝和不含锌丝（对照组）的高强钢丝拉索试件，通过在护套设置环形开口模拟破损情况，采用喷滴方式进行4、8、12周的人工加速腐蚀；之后，采用华郎-3DX+非接触式扫描仪构建拉索点云模型，分析锌丝对高强钢丝腐蚀扩展的影响规律；最后，采用MTS试验机对不同锈蚀度高强钢丝进行静力拉伸，构建锈蚀高强钢丝截面损失率与力学性能的关联模型，并对拉索承载性能进行评估。研究结果表明：加速腐蚀4、8、12周后，附加锌丝拉索护套开口处钢丝最大截面损失率均值较无锌丝拉索分别减小47.14%、62.68%、38.70%；护套开口处钢丝极限强度均值和屈服强度均值分别提高0.17%、6.12%、5.55%和-0.31%、8.54%、6.24%，拉索剩余承载力提高0.16%、5.41%、4.83%。
- 1
-
锈蚀箍筋约束混凝土轴压性能研究进展
锈蚀箍筋约束混凝土的轴压性能是多龄期RC结构进行弹塑性分析与抗震性能研究的基础,准确研究其劣化规律,对于多龄期RC结构耐久性能评估、剩余抗震能力预测和数值模拟等方面具有重要作用。本文从试验方法、抗压强度和应力-应变本构关系等方面综述了锈蚀箍筋约束混凝土轴压性能研究现状。详细介绍了不同的试验方法,并系统分析其优缺点和适用性；归纳总结了锈蚀箍筋约束混凝土抗压性能影响因素、抗压性能退化模型和应力-应变本构关系模型；对当前锈蚀箍筋约束混凝土轴压性能研究中存在的不足及研究趋势进行了分析。总结既有研究成果表明:现阶段关于重复荷载作用下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变本构关系的研究十分有限。最后,对现有研究中存在的不足及研究趋势进行了相关讨论。
- 1
-
干湿循环作用下有机硅改性炭质泥岩崩解特性及抑崩解机制研究
为抑制干湿循环下炭质泥岩崩解与强度劣化作用,开展干湿循环作用下有机硅改性炭质泥岩无侧限抗压强度及崩解试验,研究干湿循环次数、有机硅掺量对改性炭质泥岩无侧限抗压强度、粒径级配、不均匀系数与曲率系数等参数的影响,明确有机硅对炭质泥岩强度劣化及崩解特性的抑制作用,并通过扫描电镜分析有机硅改性炭质泥岩在干湿循环作用下微观结构的变化规律,揭示其抑崩解机制。结果表明：改性炭质泥岩的无侧限抗压强度与有机硅掺量成正相关,与干湿循环次数成负相关；有机硅的团聚作用可有效增大炭质泥岩粒径,掺入有机硅后,改性炭质泥岩大于2mm的粗颗粒含量、最大粒径Dmax和最小粒径Dmin均显著增大,且崩解过程中[10mm, 20mm)、[5mm, 10mm)和[2mm, 5mm)粒组的改性炭质泥岩颗粒含量变化最为剧烈,但有机硅掺量越多,粒径变化幅度越小；改性炭质泥岩的中值粒径d50、Weibull分布参数(λ、k)、分形维数D、耐崩解指数Idn与崩解比Dr等参数均与有机硅掺量呈正相关,与干湿循环次数呈负相关,而不均匀系数Cu的变化规律与之相反。有机硅主要是通过网状结构胶联炭质泥岩颗粒并在其表层形成疏水膜等作用抑制其强度劣化及崩解。
- 1
-
羟丙基甲基纤维素改性珊瑚泥龟裂特性试验研究
为实现岛礁珊瑚泥的有效利用，对岛礁珊瑚泥性能进行探究，发现岛礁珊瑚泥作为工程材料利用时存在龟裂现象，因此对珊瑚泥进行龟裂及改性研究具有现实意义。首先，引入羟丙基甲基纤维素（HPMC）与珊瑚泥制备室内面层模型进行龟裂试验，在不同时段对试验模型进行图像采集，并通过图像处理技术获取珊瑚泥相关参数变化；其次，探究HPMC改性后珊瑚泥裂隙参数、裂隙发育速率等龟裂参数的变化规律及珊瑚泥裂隙的动态演化规律；最后，分析HPMC对珊瑚泥龟裂行为的抑制作用并对抑裂机制进行阐述。研究结果表明：HPMC的加入，可明显改善珊瑚泥土样龟裂性质，通过减少土样内自由水含量，在土样内部吸附珊瑚泥颗粒形成团聚体阻止土体收缩并抑制裂隙生成，显著优化珊瑚泥面层的整体性能和抗裂性能。
- 1
-
剩余污泥深度脱水及资源化研究进展
剩余污泥是污水处理过程产生的半固态副产物（含水率高达80%以上），其中结合水和胞内水是污泥脱水的难点，约占总水分的75%。剩余污泥携带大量负电荷、亲水性强和压缩性高等性质是污泥脱水的瓶颈问题。本文阐述了物理法、化学法和生物法预处理剩余污泥的作用机制，总结了各种强化脱水方式存在的问题和各种调理剂强化污泥脱水的效果，新型调理剂丙烷水合物具有强化脱水和循环利用的双重优势，多种调理剂复配调理具有更强的强化剩余污泥深度脱水效果。对比常用的机械脱水设备，综述了机械脱水设备的选型依据。剩余污泥中生物质资源丰富，资源化处置是较有前景的处置方式，文章总结了剩余污泥深度脱水后处理处置方式和资源化利用途径，并对未来的研究方向进行展望，为剩余污泥资源化利用提供参考。
- 1
-
设置弹塑性中央扣的三塔悬索桥纵向减震体系
以某三塔悬索桥为背景,采用有限元计算分析,研究了中塔塔梁间设置弹性索对三塔悬索桥地震响应的影响,以及设置柔性中央扣对桥梁地震响应的影响,提出可采用弹塑性减震装置作为悬索桥中央扣,并分析了弹塑性中央扣对桥梁地震响应的影响,探讨了不同减震体系下三塔悬索桥减震效果。结果表明,中塔塔梁间设置弹性索对中塔地震受力不利；柔性中央扣是地震作用下悬索桥易损构件,可采用弹塑性减震装置作为悬索桥中央扣；弹塑性中央扣能有效控制三塔悬索桥纵向地震位移,并改善中塔地震内力；采用弹性索和弹塑性中央扣组合减震体系后,悬索桥位移减小更明显,且中央扣减弱弹性索对中塔内力的不利影响,弹塑性中央扣应用于三塔悬索桥中能有效提升桥梁抗震性能。
- 1
-
餐厨废油制备二代生物柴油的加氢催化与水热催化工艺对比
我国餐厨废油年产量超过500万吨，其主要成分为脂肪酸甘油酯，通过合适的化学转化可制备成以脂肪烃类为主要组分的二代生物柴油（烃基生物柴油）。相较于第一代的传统酯基生物柴油（主要成份:脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯），二代生物柴油可与石化柴油以任何比例混合使用，燃烧性能更佳。目前，以餐厨废弃油脂为原料制备二代生物柴油绿色柴油的研究主要包括加氢催化工艺和水热催化工艺，为此，综述了本文对两类工艺的反应机理和反应参数进行对比，着重介绍在催化剂及载体选择、温度、气体等反应条件的研究与开发，总结出各自工艺的适用范围，为选择合适的工艺提供依据。同时对两项工艺未来的发展方向提出展望：加氢催化工艺在商用上较为成熟，未来研究的重点在于提升催化剂的稳定性和工艺经济性；水热催化工艺作为能够原位产氢的新兴技术，未来应对绿色高效的水热催化剂及连续流水热反应进行深入研究，推动水热催化工艺的工业应用。
- 1
-
一种用于水净化的新型微生物诱导碳酸钙过滤器
目前，过滤是污水处理厂常用的一种处理方法。根据过滤介质材料和性质的不同，过滤可分为四大类：微滤、超滤、纳滤和反渗透。本研究的目的是通过微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）过程开发一种新型多孔 CaCO3 膜过滤器。这种基于膜的过滤器旨在去除微生物并消除溶液中的胞外聚合物（EPS）。实验结果表明，MICP 驱动的多孔 CaCO3 过滤器能高效去除大肠杆菌、布氏杆菌和活性污泥，去除率分别约为 99.998%、99.983% 和 99.996%。 与普通滤纸相比，它还具有更强的 EPS 去除能力。此外，经 MICP 处理的生物浆料还具有理想的孔隙空间、无阻塞性和高渗透性。
- 1
-
考虑结构性能退化的桥梁有限元模型动态校准方法
陈戈, 钟万波, 范爱民, 郑兴, 路伟, 乔争气, 周广东
基于随机搜索的有限元模型多次独立修正难以反映桥梁随着服役时间增加而产生的结构性能退化以及构件病害不断加深和向邻近构件扩展的动态规律。本文基于Cuckoo Search Algorithm(CS算法),提出一种考虑结构性能退化的桥梁有限元模型动态校准方法,首先对CS算法编码对应的待修正参数集合分为病害构件、与病害构件相邻构件和其他构件三组,然后采用不同的策略对每组编码进行初始化,进而设置每次修正时待修正参数上限为上一次修正结果,最后通过设定不同的步长控制因子限定每组编码的搜索范围。文末采用一座单跨桁架桥对方法的有效性进行了验证。研究结果表明：基于CS算法的有限元模型动态校准方法能够对桥梁的有限元模型进行动态修正,动态修正后的有限元模型能够反映病害随时间不断加深以及向邻近构件扩展的桥梁服役性能时变规律。
- 1
-
高压静力触探试验标定密实砂土的相对密实度
高应力水平下深部密实石英砂层中的静力触探原位试验或模型试验数据极少,静力触探试验结果与深部密实砂层工程性质间的相关性难以建立。本研究使用高压标定罐以砂雨法制备不同相对密实度的密实砂样,并在不同的高应力水平下开展了静力触探标定罐试验。同时,本研究运用修正摩尔库伦本构模型描述试验过程中高应力水平下密实石英砂的应力-应变响应,使用任意拉格朗日-欧拉大变形有限元方法避免网格畸变,对静力触探试验进行数值模拟,总结所得锥尖贯入阻力结果,拟合得出高应力水平下深部密实石英砂层相对密实度预测公式。将公式预测结果与已有标定罐试验结果对比,发现预测效果较好,相对误差小于30%。
- 1
-
泥炭土静止侧压力系数影响因素试验研究
静止侧压力系数K0是解决岩土类工程问题的重要参数。为研究泥炭土K0的影响因素和机理，用K0固结仪对昆明滇池泥炭土开展侧限压缩试验，系统分析了竖向应力、有机质含量和初始孔隙比对K0的影响，并从结构性的角度入手，探讨其K0变化规律的形成机理。试验结果表明：重塑泥炭土的静止侧压力系数不是恒定的常数，而与竖向应力和有机质含量相关；加载时K0随竖向应力的增加而减小最后趋于稳定，在较低竖向应力下K0的减小趋势更显著；同一竖向应力下，有机质含量越大，K0越小，整个加载过程的K0下降幅度越大；泥炭土结构性在加载过程中的动态变化是引起K0变化的根本原因，竖向应力和有机质通过影响其结构性进而影响K0，且两者间存在一定的耦合关系；重塑泥炭土稳定后的K0值在0.42~0.6之间，低于无机黏土，并与有机质含量存在线性负相关关系，基于试验结果提出了相应的拟合关系式；初始孔隙比和K0值的关系较为离散。
- 1
-
胶接缝桥面板全装配组合梁正弯矩区力学性能试验研究
提出了胶接缝桥面板可拆卸高强螺栓剪力键的可更换桥面板全装配钢-混组合梁。为剖析不同接缝形式对全装配组合梁正弯矩区力学性能的影响机制，设计制备了4片不同桥面板接缝形式的组合梁试件并完成了静力加载试验，分析了各试件的破坏形式、承载力、延性、抗弯刚度、界面滑移等力学特征。研究表明：对比现浇梁为弯曲破坏，全装配组合梁为弯剪破坏且主裂缝位置为靠近胶接缝处混凝土内聚破坏；直线形，阶梯形，企口形接缝梁比现浇梁的抗弯承载力分别降低了4.78%、2.07%、2.04%，以受压为主的桥面板使得接缝形式对接缝梁承载力影响较小；有无接缝对组合梁整体延性有较大影响，现浇梁比直线形，阶梯形，企口形接缝梁延性系数大，分别大了14.39％、34.87％、7.75％；对组合梁整体弹性刚度影响不显著，接缝梁弹性刚度分别降低了0.55%、5.43%、2.06%；现浇梁的梁端部滑移最大，全装配组合梁最大滑移在接缝处附近；不同接缝形式中，企口形接缝的强度和刚度表现最优。用胶接缝替代传统湿接缝，可以实现代替现浇的全装配式施工，极大地提高了装配性，对于装配式应用工程中具有施工优势。最后基于塑性理论提出了考虑高强螺栓连接件和胶接缝桥面板影响的全装配组合梁抗弯承载力计算式。
- 1
-
基于FE-SEA法的上盖建筑宽频段振动与噪声分析与控制
为分析地铁车辆段运行对上盖建筑振动与室内二次结构噪声影响,基于FE-SEA混合法理论,以某地铁车辆段上盖建筑为依托,建立车辆-轨道-盖板-上盖建筑耦合模型,开展了地铁振动作用下不同频域范围内上盖建筑振动与室内二次结构噪声分析。揭示上盖建筑振动产生机理,探究上盖建筑振动与噪声传播规律。研究结果表明：采用FE-SEA混合法分析预测上盖建筑振动及室内结构噪声,具有较高的准确性；上盖建筑各楼板振动受固有频率影响,主频振动位于31.5~50Hz的低频段内；车致上盖建筑振动Z振级在第九层衰减至最低水平,随着楼层增加,振动出现放大现象；各典型房间二次结构噪声声压主要集中于20~80Hz范围内,不同典型房间的A声级随着楼层增加均出现先减小后增大的现象；施加隔振支座可以起到较好地减振效果,可以有效地降低结构自振频率,并降低上盖结构对高于这一频率的振动响应。研究结果可为地铁车辆段上盖建筑振动预测和减隔振工程措施提供有益参考。
- 1
-
基于声发射的混凝土单轴压缩与劈裂荷载下雪崩特征研究
多孔介质材料破坏失效的雪崩特征与其破坏机制密切相关。为探究基于声发射统计的混凝土拉压破坏过程中的雪崩特征，开展了混凝土单轴压缩和巴西劈裂试验，并监测加载过程中的声发射信号，对比分析了声发射信号的幅值、绝对能量、持续时间、等候时间等参数的统计特征。结果表明：拉压破坏下声发射能量最大值均分布在峰值应力附近，但劈裂过程中的信号数量远低于单轴压缩。b值均呈现先增大后减小趋势，而劈裂破坏下的b值下降更早，变化幅度更大，说明大裂纹出现的更早，更容易破坏。拉压破坏下的声发射绝对能量、幅值、持续时间的概率密度分布均符合幂律，但对应的雪崩指数值不同，与破坏过程中的失效机制相关。其中劈裂破坏的绝对能量分布接近纯幂律分布，而压缩破坏符合带阻尼的幂律分布，所对应的能量指数值更大。不同时间段内单轴压缩和巴西劈裂破坏的能量指数值呈现下降趋势，说明随荷载增加试件内部大能量信号占比增大。拉压破坏下的等候时间概率密度分布较为接近，表现出稳定性，也说明了统计规律的适用性。
- 1
-
E-Mn2+-PMS体系非自由基路径去除水中双氯芬酸
斯婷, 盘其鑫, 杨帅帅, 张健, 樊佳慧, 钟艺华, 赵纯
随着水质标准和检测技术的提高，新污染物的控制逐渐成为了研究热点。本研究通过引入电场提高了Mn2+对过一硫酸盐（PMS）的活化能力，构建E-Mn2+-PMS协同体系去除水中难降解有机污染物双氯芬酸（DCF）。首先，考察了电流密度、PMS浓度、Mn2+浓度、溶液pH值以及水体背景物质（NO3-、Cl-、HA）等对水中DCF去除的影响。结果表明，在电流密度为11.42 mA cm-2、PMS浓度为1 mM、Mn2+浓度为150 μM的条件下，反应20 min内E-Mn2+-PMS体系协同系数为10.88，其反应速率常数为19.250×10-2 min-1，反应180 min对DCF的矿化率为67.4%，酸性条件比碱性条件更有利于DCF去除，最佳条件为pH=3。NO3-对DCF的去除几乎没有影响，Cl-、HA对DCF的去除有明显的促进作用。随后，通过自由基捕获实验、电子顺磁共振（EPR）测试以及锰中间价态物质分析证明，E-Mn2+-PMS体系中非自由基路径（Mn(III)氧化和1O2氧化）占据主导地位。与Mn2+-PMS体系相比，电场条件下原位生成的无定形MnO2可快速活化PMS产生1O2，实现对污染物的高效去除。
- 1
-
铺装层温度效应影响下钢桥面板焊接细节疲劳性能研究
为研究沥青铺装层温度效应对正交异性钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响,本文基于线弹性断裂力学,研究了铺装层温度效应对焊接细节应力及顶板焊趾处疲劳裂纹尖端应力强度因子的影响规律,并基于 XGBoost算法建立了裂纹修正系数预测模型。研究表明：沥青铺装层厚度及其温度效应对钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响不可忽略；高温情况下,顶板焊趾处的疲劳裂纹扩展速率较快,裂纹形态比对有效应力强度因子的影响更大,仅通过应力评估铺装层温度效应对钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响偏不安全；顶板焊趾处的应力及裂纹尖端的有效应力强度因子与铺装层温度效应呈非线性相关；结合本文建立的裂纹修正系数预测模型可以有效预测疲劳裂纹尖端的有效应力强度因子,便于工程中对温度影响下的焊接细节疲劳性能进行快速评估。
- 1
-
锈蚀H型钢混凝土界面黏结滑移试验及本构模型
针对以H型钢作为骨架的无筋混凝土结构,制作锈蚀率分别为0%、5%、10%、15%和20%的H型钢混凝土试件,开展推出试验,分析不同锈蚀程度下H型钢-混凝土界面的黏结应力-滑移关系,并提出一种通过测试混凝土表面的压缩位移获得钢-混凝土界面黏结应力分布的试验方法。基于试验观察,提出化学黏结、微观机械黏结、宏观机械黏结和铁锈界面黏结四种微观机制,以解释锈蚀对H型钢混凝土黏结性能的影响。构建考虑锈蚀率影响的黏结应力-滑移本构关系模型,引入界面损伤参数,对不同锈蚀率下的界面损伤演化过程进行分析。结果表明： H型钢与混凝土界面的初始黏结刚度随着锈蚀率的增加而提高,但在达到峰值应力之后,界面刚度的下降速率随着锈蚀率的增加而加快；当H型钢锈蚀率较高(≥15%)时,界面黏结滑移曲线呈现双峰值特征,即先上升后下降,然后再次上升,最终趋于下降；随着锈蚀率的增加,化学黏结和微观机械黏结的作用逐渐增强,而宏观机械黏结和铁锈界面黏结的作用则逐渐减弱；所建立的考虑锈蚀率影响的黏结应力-滑移本构关系表达式能够较好地描述锈蚀H钢-混凝土界面黏结特性；尽管锈蚀率的增加会加速界面刚度的减退,但对试件破坏时损伤程度的影响较为有限。
- 1
-
无筋混凝土拱形结构3D打印建造与力学性能分析
本文从设计、建造及承载性能三方面开展了3D打印轻量化混凝土拱形结构的可行性研究。基于拱结构构造和3D打印工艺特点,提出了一种拱结构精准、快速拼装的方法；在此基础上建造了5根3D打印轻量化拱试件,通过试验研究了两点集中、三点集中和均布荷载三种工况以及“π形”、“W形”、“M形”三种截面打印路径对拱结构承载性能的影响规律,并借助有限元计算分析了矢跨比为1/4、1/6和1/8时3D打印混凝土拱结构的力学行为。结果表明,均布荷载下试件各节段的协同变形能力最好,承载能力最强,3D打印混凝土材料的抗压优势得以充分发挥；集中荷载易造成拱试件局部压溃,两点及三点集中荷载下的拱试件相对于均布荷载下的拱试件极限承载力分别下降30.2%和14.2%；采用“M形”横截面打印路径的试件传力效果最好,单位质量峰值荷载相较于打印路径为“π形”和“W形”的试件分别提升了23%和28%；在规范建议采用的矢跨比范围内,随着矢跨比的减小3D打印混凝土拱结构的承载力逐渐降低。本试验的5根试件均具有良好的承载性能,为轻量化拱形结构3D打印设计、建造及应用提供了参考。
- 1
-
饱水单孔红砂岩裂纹扩展及能量演化规律研究
利用TAW-2000试验机、摄像装置和PCI-2型声发射仪，对干燥和饱水两种状态下的含孔洞红砂岩开展单轴压缩试验，探究干燥和饱水状态下含孔洞红砂岩的受力变形特征、裂纹扩展机制、声发射特性及能量演化规律。结果表明，饱水单孔岩样力学参数显著降低，脆性跌落系数大幅提高；单孔岩样裂纹扩展过程可以分为初始变形、裂纹萌生、稳定扩展和裂纹扩展四个阶段，其中饱水单孔岩样萌生的初始裂纹和次生裂纹更多更长，且在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时均产生了显著的荷载跌落现象；饱水和干燥单孔岩样声发射信号均主要集中在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时，且饱水单孔岩样声发射信号相对较弱，初始裂纹萌生时声发射信号多于裂纹失稳扩展时；与干燥单孔岩样相比，外部输入的能量更易于在饱水单孔岩样中耗散，饱水单孔岩样达到储能速率峰值更慢，能够储存的弹性能更少，更有利于降低岩样破坏时的能量释放剧烈程度。
- 1
-
复合水凝胶衍生的零价铜催化剂高效活化过硫酸盐降解氯酚
过渡金属/碳复合催化剂可高效活化过硫酸盐（PMS）降解有机污染物。本文通过简单的热解法成功将吸附Cu(Ⅱ)的复合水凝胶吸附剂转化为零价铜/碳复合催化剂C-Cu，可高效活化PMS并快速降解2,4-二氯苯酚 (2,4-DCP)。在pH为5、C-Cu投加量为5 mg、PMS浓度为0.20 g·L-1条件下，5 min内完全去除2,4-DCP（0.1 mmol·L-1），反应动力学常数高达3.434 2 min-1，较报道的金属氧化物提高3个数量级。在满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准条件下，C-Cu可在柱状动态反应器中稳定运行81.3 h。在pH 5-9、常规无机盐和天然有机质共存条件下，C-Cu/PMS体系中2,4-DCP的降解未受到明显抑制，显示出良好的环境耐受性。同时，C-Cu/PMS体系对多种氯酚类污染物均具有优越的去除效果。活性物种淬灭实验以及电子顺磁共振波谱（EPR）测试结果一致表明，零价铜作为PMS活化位点，产生大量1O2和·O2-。液相色谱-质谱联用分析结果表明，2,4-DCP经过脱氯和开环等过程实现降解和矿化。本研究为水凝胶吸附剂的资源化利用提供了新思路，为廉价金属/碳复合催化剂的开发应用提供了新方法。
- 1
-
微生物结合纤维加筋黄土坡面抗侵蚀试验研究
降雨侵蚀严重威胁土质边坡稳定，甚至诱发失稳破坏。本研究联合黄麻纤维与微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术开展黄土坡面生态加固，模拟降雨测试分析坡面抗侵蚀性能提升程度及影响因素，利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散 X 射线光谱仪(EDS)从微观角度分析减缓黄土坡面降雨侵蚀作用机制，探究减缓黄土坡面降雨侵蚀的可行手段。结果表明：(1) 添加黄麻纤维有助提升微生物矿化黄土抗降雨侵蚀性能，尤以中高含量中长尺寸纤维的提升效果最佳。(2) 经生物矿化处理的纤维加筋黄土可显著抵抗弱降雨(6mm/h)侵蚀，亦能短期抵抗强降雨(45mm/h)侵蚀；强降雨条件下，抗侵蚀性能随纤维掺量增加而提升、但提升幅度逐步降低，最高抗侵蚀性能提升为 64.2％。(3) 生物胶结硬壳层厚度随纤维长度和含量的增加而变薄，C2L5 和 C8L25 之间厚度差能达到 2.86 倍。(4) 纤维加筋微生物矿化黄土表层存在两种胶结模式：1）碳酸钙晶体沉淀于粒间孔隙而成的“粒间填充”模式；2）碳酸钙借助纤维连接包裹土颗粒而成的“裹覆胶结”模式。研究结果对黄土丘陵沟壑区坡面降雨侵蚀防控措施的有效实施具有指导意义。
- 1
-
真空紫外/过硫酸盐工艺去除藻类有机物的效能与机理
在饮用水源受蓝藻水华影响期间,藻类代谢会产生大量藻类有机物(AOM),AOM易与氯消毒剂反应生成消毒副产物(DBPs),对供水水质和饮用水安全构成威胁。本研究以紫外(UV)、真空紫外(VUV)、过硫酸盐(PS)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)等工艺为对照组,探究了真空紫外/过硫酸盐(VUV/PS)工艺在去除AOM和减少DBPs生成方面的效能与机理。实验结果表明,VUV/PS工艺去除AOM的效能优于对照工艺,DOC和UV254的去除率分别达74.7 %和70.7 %,荧光有机物的去除率也超过82.2 %。此外,AOM的去除效果随PS投加量的增加和溶液初始pH值的降低而增强。自由基探针实验进一步证实,VUV/PS工艺中的主要活性氧化物种(ROS)为羟基自由基和硫酸根自由基,测得二者的稳态浓度分别为4.78 × 10-13和1.51 × 10-11 M-1。VUV/PS工艺通过VUV光解与ROS的氧化作用共同实现了AOM的高效去除,且VUV有效促进了ROS的生成与转化。在后续氯消毒过程中,经过VUV/PS处理的AOM所生成的DBPs总量及其理论毒性显著下降。因此,VUV/PS工艺在富含AOM的水源水处理中展现出广阔的应用前景。
- 1
-
针对极端事件估计的高斯主动学习算法
一些重大关键结构在服役期间会面临一些极端事件，它们由于概率极低而可能被忽视，但如果发生会导致严重的损失。为了准确估计复杂结构的极小失效概率，提出一个能平衡极端事件发生概率计算精度和成本的方法。通过基于高斯代理模型的主动学习策略，构建能够将训练点有效集中在单侧尾部的搜索函数，该函数更善于寻找分布函数加权后的误差最大区域，并重新投入新增训练点。为了验证算法的有效性，本文以结构开裂的非线性分析为算例，将本算法结果与MCS比较，所估计的随机变量的均值相对误差在10%左右，表明本方法能得到可接受的统计量结果；与AL-GP的结果进行对比，所估计的随机变量的误差期望降低了20%，表明在尾部的不确定性能更快降低。通过算例证明了本算法对尾部的敏感性更高，适用于有潜在尾部风险的分布计算。
- 1
-
不同振碾条件下高坝堆石料颗粒破碎与渗透特性研究
高土石坝工程中，堆石料破碎和渗透特性是影响坝料物理力学特性的重要指标。本文选取玉龙喀什水电站缩尺堆石料为研究对象，通过室内振碾试验，探究不同振碾时长下堆石料的颗粒破碎、渗透系数等参数的变化规律。根据颗粒级配曲线建立三维结构模型，并对其进行渗流模拟，对比不同振碾时长下堆石料的孔隙结构、渗透特性的变化，并与室内试验进行对比，最后对影响渗透系数的部分参数进行拟合分析，获得了渗透系数的计算公式。研究结果表明：在振碾作用下，堆石料颗粒级配曲线变缓、颗粒排列更加紧密，孔隙率及渗透系数减小，水流在孔隙结构中流动更加缓慢，建立的三维结构模型较好地反映了这一过程。
- 1
-
隧道喷射混凝土浸出物对工程排水水质的影响规律
罗鹤松, 孟凡强, 龚勋, 李传松, 代劲松, 王东梅, 龚正君
隧道施工排水清污分流是减少隧道施工污水排放的重要工程技术，然而隧道喷射混凝土在未稳定前的浸出物质会影响排水水质，故研究喷射混凝土稳定过程中浸出物影响水质的规律对实现清污分流技术的精准实施具有重要意义。选用隧道施工喷射混凝土原料配制了混凝土试块，通过静态浸出实验对浸出组分进行了分析，在此基础上通过连续14 d动态浸出实验，探究了不同养护时间、水固比（L/S）和接触面积对浸出液pH和碱度的影响，并结合表征分析对浸出过程和机制进行了探讨。静态实验结果表明：喷射混凝土中碱性物质的大量释放导致水质pH值迅速上升，是影响水质的主要原因。动态实验结果表明：混凝土养护时间小于3 d时，其内部的Ca(OH)2晶体未被C-S-H凝胶固化，容易持续析出，导致接触水样pH值超标；随着养护时间的增加，碱性物质的浸出大幅降低，当养护时间达28d时，浸出液的pH值降至9以下，可以满足污水综合排放要求。L/S比值较低时，浸出物质对水样的pH值和碱度影响较大，当L/S比超过40：1，浸出物质对水样水质影响不显著。混凝土与水样的接触面积越大，混凝土中的碱性物质更易溶解析出，对水质的pH值和碱度影响更为显著。本研究为隧道施工排水清污分流技术的现场施工组织提供了重要的理论依据。
- 1
-
基于数值模拟和机器学习的异形盾构隧道抗隆起性能研究
覆土盾构隧道的土壤抗浮力对其防浮稳定性有着重要影响。然而，目前关于异形盾构隧道的抗浮研究还相对有限。本研究采用数值模拟结合机器学习研究异性盾构隧道的抗浮特性。本文总结了异性盾构隧道的几何形态，引入形状系数，通过Plaxis3D有限元软件，开展六个关键参数的模拟——形状系数、埋深比、隧道最长水平长度、内摩擦角、黏聚力和土壤浸没体积密度。研究这六个参数在不同条件下对抗浮力的影响。采用XGBoost和ANN机器学习方法，基于数值模拟结果分析了每个参数的特征重要性。研究发现，覆土的抗浮力随隧道形状越接近圆形而降低，而其他参数呈现出相反的趋势。此外本文还揭示了埋深比、内摩擦角、隧道最长水平长度、黏聚力、土壤浸没体积密度和形状系数在影响抗浮力方面的特征重要性呈现递减趋势。
- 1
-
中国典型与极端天气下制冷季办公建筑空调系统短期管理柔性用能潜力
在电力供需不匹配的挑战下，需要对建筑实行柔性负荷调度以改善电网协调性。气候变化造成了日益增多的极端天气和气候活动，了解不同气候条件下的柔性管理策略效果至关重要。本研究采用中国五大气候区代表城市典型与极端天气数据，研究了办公建筑在三种短期暖通空调管理策略下的柔性用能潜力，旨在发掘上述策略在中国不同地区及室外气候条件下的效果。结果表明，三种短期策略下峰值负荷柔性与总能耗表现受室外气候条件影响。预冷及温度调节策略的峰值负荷降低率随户外温度升高呈线性下降。在极端气候条件下，峰值负荷出现时间较典型情况提前两小时以上，极端条件下的强烈太阳辐射可能导致峰值负荷降低率与室外温度的相关性降低，同时增加损害室内热舒适的风险。
- 1
-
改进构型张弦梁结构基于模态参数的损伤识别方法
为研究适用于下弦与撑杆改进构型张弦梁结构各杆件类型的损伤识别方法，降低在非损伤杆件处的误判，本文提出一种基于结构模态的子构件曲率变化损伤识别指标，通过对结构形式简单的简支梁结构进行分析，说明该指标的有效性。采用有限元软件ANSYS建立下弦与撑杆改进构型张弦梁结构分析模型，采用减小杆件单元弹性模量的方式模拟杆件损伤，考虑到结构对称且复杂，分别在跨中、1/4跨、近支座端杆件设置单损伤、多损伤、小损伤程度的损伤工况，采用子构件改进的曲率绝对差指标和本文提出的基于结构模态的子构件曲率变化指标进行损伤识别对比分析。结果表明：基于结构模态的子构件曲率变化指标可实现结构单损伤、多损伤精准定位；且该指标对于损伤程度较小的工况也非常敏感，可作为下弦与撑杆改进构型张弦梁结构损伤识别的有效方法。
- 1
-
生产性粉尘颗粒对个体健康影响研究进展及展望
近年来工业作业产生的粉尘颗粒所带来的健康风险负担逐渐加重，大量研究表明长期暴露于生产性粉尘颗粒与劳动者患呼吸系统职业病有密切关联，明确工业建筑室内粉尘颗粒暴露与劳动者不良健康影响的关系，对科学评价工业建筑环境安全和保证劳动者健康具有重要意义。现阶段针对粉尘颗粒毒性和生物学效应的研究使得人们对粉尘颗粒暴露研究的重点已从环境评价逐渐转为以个体健康效应为指标的评价，然而目前工业粉尘颗粒暴露与健康效应关联尚未完全明晰，并且对工业场所接触不同种类和水平粉尘颗粒对健康效应的影响也有待阐明。本文从粉尘颗粒对呼吸系统健康可能造成的损伤、粉尘的暴露健康效应关联及健康风险评价三方面回顾了国内外工业粉尘颗粒健康影响研究的相关进展，明晰了暴露对健康影响作用及目前基于暴露效应模型定量化表征粉尘颗粒作用机制的理论缺失，及有效生物标志物选取的迫切性，为未来科学保护劳动者身体健康、不同类型工业环境监测指南和开发控制改善手段提供参考信息。
- 1
-
基坑扩底承载式斜撑支护变形数值模拟研究
随着“双碳”要求在岩土工程领域的推进，越来越多对环境友好的地下空间建设技术不断涌现。扩底承载式钢管混凝土斜支撑技术是一种新型的基坑开挖支护技术，许多工程案例已经证实这种斜支撑具有良好的支护性能。但是该倾斜支撑的功能机理还缺乏深入的研究。通过有限元数值模拟研究了这种扩底斜撑在实际基坑开挖工程中的变形特性，分析了土体刚度、斜支撑的倾斜角度对支护性能的影响。研究结果表明：该扩底斜撑对基坑开挖的土体变形具有明显控制效果，尤其在软土地区效用性更高；扩底斜撑倾斜角度的增加使支撑更趋向于横向受力，具有更高的承载力，有利于控制基坑开挖过程中的土体和挡墙变形，但会提高工程造价，需要根据具体工程情况进行选择。
- 1
-
考虑非饱和土水-力耦合行为的加筋路堤降雨湿化变形数值模拟
本文介绍了一个考虑非饱和土水-力耦合行为的本构模型,并通过二次开发嵌入有限差分程序FLAC,根据加载和湿化路径的三轴试验数据对本构模型进行了验证。利用验证的非饱和土本构模型模拟路堤填料,研究了非饱和土加筋路堤在降雨条件下的湿化变形行为,同时对比研究了筋材对路堤湿化变形的影响。研究结果表明：筋材在未加筋区几乎不产生影响,但筋材能有效减小加筋区土体单元的体积应变和剪应变。筋材对路堤中线附近的未加筋区的顶面沉降几乎不产生影响,但是能有效减小路肩处的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移。筋材长度越长,其对减小路堤的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移效果越好,路堤内部的潜在破坏面距坡面越远。
- 1
-
含水率对花岗岩残积土-织物界面剪切特性的影响
花岗岩残积土作为一种广泛分布于中国东南沿海地区的特殊土,其特性易受水影响从而诱发灾害。为研究花岗岩残积土-土工织物界面的剪切特性,通过室内大型直剪仪,分析不同含水率(12%、16%、20%、24%)和不同竖向应力(50 kPa、100 kPa、150 kPa、200 kPa)等因素对界面抗剪强度参数的影响；并建立离散元模型,揭示不同含水率条件下花岗岩残积土-土工织物界面在剪切过程中的细观机理。研究表明:界面抗剪强度和界面摩擦角随着含水率的增加呈下降趋势,而似黏聚力随着含水率的增加先增后减,在含水率为16%时达到最大值。数值模拟结果表明,剪切带呈条带状分布于织物上方,随着剪切的进行上盒颗粒位移场逐渐规律,剪切带厚度也逐渐增大；上下盒力链由于中间织物的存在无法贯通,不同含水率条件下法向接触力、切向接触力主方向相同；能量主要通过滑移损耗,且土与织物的能量损耗远小于土与土颗粒。
- 1
-
大豆脲酶免CaCl2固化修复铅、锌污染土的稳定性研究
为了探讨大豆脲酶免CaCl2固化处理在不过大提高耕植土强度的前提下，对铅、锌污染土修复后长期稳定性的影响。通过pH值、重金属离子浸出率和土壤重金属赋存形态等指标，研究修复后污染土在干湿循环、冻融循环和酸雨淋滤等复杂环境下的长期稳定性。结果表明，经大豆脲酶免CaCl2固化处理的铅、锌污染土相较于添加钙源的表面强度降幅明显，渗透系数随之上升。在长期环境条件影响下，土体pH值下降缓慢且仍呈弱碱性，重金属浸出率逐渐增加，其变化幅度趋缓。在酸雨作用下，随着酸雨溶液pH的增大，淋出液中Pb2+、Zn2+含量逐渐减少，且均满足规范对于危险废弃物的处置要求。此外，不同类型的酸雨对修复土的影响也有所不同，其中在硫酸型酸雨作用下修复土的稳定性要优于硝酸型酸雨。
- 1
-
合流制排水系统中超声清淤技术的可行性及参数优化实验研究
城市排水系统中沉积物的大量存在会导致管道堵塞和雨天溢流污染。超声波作为一种清洁的物理处理方法可能破坏沉积物稳定性，从而在旱季去除沉积物以维护下水道功能。为探寻超声技术用于实际清淤时的可行性和最佳处理工况，设计正交实验探究了超声清淤的效果以及五个关键因素对超声清淤的影响。结果表明，超声处理后管道淤积大大改善，经处理后沉积物的抗剪切力降低至对照组的26.4~91.5%，管道沉积物中具有黏附作用的胞外聚合物(EPS)大量分解。相关性分析表明，EPS破坏是沉积物抗冲刷性能降低的重要原因。五个关键因素对超声清淤的影响程度排序为：超声电功率＞探头距泥面距离＞作用时间＞沉积物厚度＞超声频率。超声清淤的最优工况为：功率220w，频率50Khz，处理时间200s，距离泥面3cm。探究了清淤效果随沉积物厚度的变化情况，发现超声清淤对厚度≤7cm的沉积物有良好作用效果，超出该范围后明显衰减，并在此基础上进一步探究了超声作用后沉积物沿深度方向的性质变化情况。
- 1
-
新建地铁车站增层开挖对既有桩基侧摩阻力影响研究
新建地铁车站零距离下穿既有地铁区间隧道施工过程中，基坑的增层开挖导致既有桩基侧摩阻力下降，从而对桩基的承载力产生不利影响。目前，新建地铁车站增层开挖施工作用下既有桩基侧摩阻力的计算理论尚不成熟。针对这一工程问题，本文以深圳地铁13号线公明广场站零距离下穿既有六号线项目为背景，采用Mindlin应力解推导增层开挖卸荷作用下既有桩基桩侧摩阻力的计算公式，对新建地铁车站增层开挖过程中既有桩基侧摩阻力的变化规律开展研究。通过与数值模拟结果进行对比，验证了理论计算方法的正确性，在此基础上获得了参数变化对桩侧摩阻力和卸荷应力的影响规律。研究结果表明：既有桩侧摩阻力随增层开挖深度的增大而减小，侧壁卸荷应力与总卸荷应力比值随增层开挖深度的增大而增大；桩侧摩阻力随增层开挖面积的增大而增大，侧壁卸荷应力与总卸荷应力比值随增层开挖面积的增大而减小。在开挖深度较深，开挖面积较小或考虑边桩侧摩阻力时，需考虑侧壁卸荷应力的影响。
- 1
-
盾构切削钢筋混凝土桩基动力响应分析
为分析盾构切桩过程中的动力响应特征，以南京地铁10号线盾构穿越群桩工程为背景，结合数值模拟和理论分析，求解盾构切桩冲击荷载诱发的动力响应。同时，在刀盘上安装了振动传感器，对盾构切桩刀盘动力响应进行了监测。主要结论如下：（1）当盾构以5 mm/s左右的推进速度低速切削钢筋混凝土桩基时，推力和扭矩变化较小，且由于桩基为圆柱形，切削断面缓慢增大，因此推力和扭矩表现出明显的滞后性，整个切桩过程中，推力和扭矩峰值约为初始值的1.3倍和1.25倍。（2）仿真结果表明，在刀具多次切削作用下，钢筋切口表现为挤压-拉伸断裂。在冲击荷载作用下，刀盘轴承位置出现多个动力响应波峰，峰值接近0.6g。（3）实测数据表明，在冲击荷载作用下，刀盘轴承位置振动加速度出现连续多次的峰值，间隔约为0.1 s，幅值接近0.5g，实测冲击响应波形与理论解高度相似，两者之间相互验证，该波形可作为多把刀具连续切削钢筋的典型特征。（4）在整个切桩过程中，加速度响应有效值Xrms、峰值XP将显著升高，最大强度约为切削黏土地层时的2倍，且在切桩完成后迅速掉落。相关结论可为盾构切桩状态的识别提供参考。
- 1
-
石灰-木质素改良黏土动剪切模量特性研究
为了研究石灰-木质素改良黏土的动变形特性,对不同固结围压、石灰-木质素掺量的改良黏土开展共振柱试验,分析动剪切模量的发展规律,结果表明:随着围压的增加,石灰-木质素改良土的最大动剪切模量以及动剪切模量比提高；4%石灰+4%木质素改良黏土的最大动剪切模量以及动剪切模量比最高,在300kPa围压下,4%石灰+4%木质素改良土的最大动剪切模量相比8%石灰改良土提高17.3%,相比纯土提高185.4%；基于抗剪强度参数提出了改良土的相对结构度计算方法,4%石灰+4%木质素改良土的相对结构度最大；在Hardin公式基础上,引入相对结构度建立了改良土最大剪切模量的表征模型,该模型具有较好的准确性,可为评价石灰-木质素改良黏土的剪切模量特性提供理论依据。
- 1
-
强夯砂土地基振动衰减规律及减振沟参数影响研究
强夯是地基处理中被广泛采用的方法，但其振动可能会对周围现有建筑物造成损害。因此，需根据特定场地情况和振动衰减规律来确定安全距离和采取减振措施。本研究以福州长乐国际机场的强夯地基处理为背景，通过强夯试验获取了现场数据，并进行了离散元程序模拟。模拟结果表明，在强夯能级相同时，夯锤质量越小，地表振速越大；夯锤越重，强夯影响范围越广，振动衰减越缓慢。该场地强夯引发地表振动的速度随距离呈双曲函数型衰减，基于此提出了强夯引发的地表振速的衰减模型，拟合结果表明该模型能够准确预测本场区的地表振动变化规律。设置减振沟后的模拟结果表明，相较于未设置减振沟的情况，减振沟前的土体振动速度会增加；减振沟后的土体振动会减小。综合计算结果并结合相关规范，在不设置减振沟时本场区的安全距离为20 m；当设置减振沟时，安全距离可减小为10 m。本研究提出的振动衰减模型可以为相关强夯地表振动的防治提供参考。
- 1
-
冲击荷载作用下泥石流堆积体力学响应特征研究
为研究冲击荷载作用下泥石流堆积体力学响应特征,采用堆积体土工试验、冲击荷载作用相似模型实验和数值模拟相结合的方法,研究了圆柱弹体侵彻泥石流堆积体的加速度、速度、位移、应力等时程曲线以及弹体侵彻过程中的运动姿态、阻力和空腔特征演化规律。结果表明,弹体侵彻泥石流堆积体时,位移增加较快,随着弹体在泥石流堆积体中运动姿态的失稳,其减加速度逐渐增加,在弹体轴向与其运动方向垂直时,接触面最大,阻力达到最大值,负加速度也达到最大值,在弹体的侵彻过程中,弹体将泥石流堆积体向四周排开,形成大的空腔,弹体速度随之降低,位移增加趋于缓慢。弹体侵彻过程中,随着时间的增加,弹体翻转,最后尾部开始向前与泥石流堆积体接触面减小,阻力降低,加速度减小,速度相对减缓,位移曲线的曲率随着速度的减小而减小。研究结果可为高速列车冲击泥石流堆积体力学响应特征方面的设计和安全评估提供重要材料模型数据支持。
- 1
-
库水位-降雨耦合作用下凉水井滑坡变形机制研究
库水位变化和降雨是影响三峡库区滑坡失稳破坏的主要因素,库区滑坡的变形机制自蓄水以来成为研究的热点。结合凉水井滑坡近年来的监测数据,在考虑滑坡位移阶跃演进变化基础上,利用多年库水位变化和降雨数据,建立了滑坡的水力计算模型,研究了库水位变动和降雨共同作用下滑坡的渗流场、稳定性和位移变化规律,探讨了凉水井滑坡内在变形机制。研究结果表明,滑坡前部和后部的渗流场分别主要受库水位和降雨影响,中部则受到两者的联合作用；滑坡稳定性系数随库水位涨落而呈周期性变化,降雨进一步降低了滑坡整体稳定性；滑坡地表位移呈阶跃式上升趋势,库水位下降引起位移跃迁增长,库水位上升使位移变化趋于稳定。总体上,凉水井滑坡在库水位变动和降雨共同作用下,地下渗流场发生变化引起水力条件改变导致滑坡产生变形,目前滑坡变形主要集中在坡脚处,变形范围逐渐向后延伸,滑坡中后部变形稳定。库水位变化对滑坡变形影响比较明显,库水位变化速率较大的年份,应当注意加强对滑坡变形的预警监测。
- 1
-
基于深度学习的带减振器斜拉索索力智能识别研究
为了解决实际工程中带减振器斜拉索索力测试难度大、精度低的问题，提出一种基于IWPA-LKCNN-LSTM的带减振器斜拉索索力智能识别方法。对实际工程中的带减振器斜拉索开展了动态响应试验，基于试验所得数据开发了一种可以智能化识别带减振器斜拉索索力的深度学习模型。模型以斜拉索索力、长度、线密度、频率和阶次作为特征输入，首先采用改进狼群算法（Improve Wolf Pack Algorithm，IWPA）对LSTM神经网络中的超参数进行自适应寻优，然后利用LKCNN-LSTM（Large convolutional Kernel Convolutional Neural Network-Long and Short-Term Memory）进行训练，从而实现对带减振器斜拉索索力的智能识别。训练后的网络在测试集上识别的索力值与实际索力值间的平均误差仅为2.024%，均方误差值仅为0.0994%，决定系数为0.9806，索力误差均小于5%。最后又与索力计算公式和其它机器学习算法进行对比论证，结果表明该方法可实现带减振器斜拉索索力的智能化精准识别，拥有广阔的应用前景。
- 1
-
钢筋混凝土结构状态监测技术的新进展
对RC结构状态进行监测是保障其性能水平的本质需求，这既是一个传统的方向，也因为其他领域的进步带来了新的发展。本文对近年来钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀监测和混凝土耐久性监测的新技术进行综述，主要呈现了：（1）在钢筋锈蚀监测方面，半电池及自然电位法、极化电阻技术、电流噪声评估法等化学监测方法和超声波监测法、物理成像技术、电磁学监测技术等物理监测技术；（2）在混凝土状态监测方面，超声波监测、数字成像技术、损伤评价指标体系研究等基于混凝土自身劣化的监测技术和基于裂缝评估混凝土状态的监测技术；（3）在传感器及信号处理技术方面，光纤传感器和其他新型传感器技术。在状态感知层前端技术发展的同时，人工智能技术的融入是未来跨学科发展的一个趋势。
- 1
-
非贯通双节理砂质板岩加卸荷力学特性及裂纹扩展研究
地下洞室开挖卸荷过程中,节理岩体的力学特性和裂纹扩展行为对工程的安全和稳定至关重要。本文以四川卡拉水电站地下厂房节理砂质板岩为研究对象,开展完整和非贯通节理砂质板岩三轴加卸载试验,分析了不同应力路径下砂质板岩力学与变形特性,探讨了不同强度准则描述砂质板岩加卸荷力学特性的适用性,并结合断裂力学探究其裂纹扩展机制。研究结果表明：(1)随着初始围压的增加,不同应力路径下试样破坏时的轴向应力和轴向应变均呈增加趋势。(2)与三轴加载试验相比,卸荷路径及节理均会使试样承载能力降低,升轴压卸围压和卸轴压卸围压时完整试样黏聚力c分别增加4.1%和减少30.4%,内摩擦角φ分别增大3.5%和7.3%,节理试样较完整试样黏聚力c分别降低32.9%和53%,内摩擦角φ分别降低2.2%和10%。(3)Mogi-Coulomb强度准则较Mohr-Coulomb和Drucker-Prager强度准则能更好地表征砂质板岩在加载和卸荷过程中的破坏强度特征。(4)在相同路径下,理论起裂角大小随围压的增加而递增,而双节理试样均大于完整试样。不同路径下试样的理论起裂角大致集中在55°～60°。
- 1
-
基于点云数据和启发式算法的复杂龙骨-面板结构智能数字化施工方法
廖岳, 李汉涛, 刘界鹏, 曾焱, 李来安, 马晓晓, 崔娜
大型复杂龙骨-玻璃面板结构建造过程中,龙骨弯曲且扭转,建成质量较难测量,影响面板安装；此外,传统玻璃面板深化过程存在效率不高,智能化程度低等缺点。点云和启发式算法为骨架竣工信息获取和面板智能深化设计带来了可行的解决方案。为此,以广州南沙国际金融论坛会址为工程背景,开展基于点云数据和启发式算法的大型复杂龙骨-面板结构智能建造技术研究：针对采光顶深化设计需求,提出适用于龙骨的逆向建模方法；针对骨架几何描述困难问题,提出多边形弯扭构件轴线提取算法；针对手动划分面板效率低等问题,提出智能化的单元提取方法；基于Guillotine算法,采用不同策略生成面板排布方案并进行评估。研究结果表明,所提逆向建模方法能准确获取龙骨竣工模型,面板单元智能划分方法简单有效,基于启发式算法进行面板排布能快速获得合理下料方案。研究成果可供同类结构数字化建造转型参考。
- 1
-
极端温度变化条件下加筋土挡墙内部温度场数值分析
为了研究极端温度变化条件下加筋土挡墙内部温度场变化特性及规律，本文以乌鲁木齐市某加筋土挡墙工程为背景，基于Plaxis有限元模型，在考虑太阳辐射边界温度效应的基础上，开展了加筋土挡墙内部温度场变化特性研究。研究结果表明：加筋土挡墙内部温度变化与外部环境温度起伏关系密切，其内部等温线近似于双曲线；挡墙内部距面板3-4m、墙顶结构2.0m的区域为温度敏感区，随着填料热物理参数的提高，墙内温度敏感区水平宽度也随之增加；加筋土挡墙内部的平均温度梯度?TV变化量主要取决于外部温度的变化速率，但具有较高热物理参数的填料可以有效减小墙内平均温度梯度?TV；随着填料饱和度的增加，挡墙内部最大冻深线深度增大，当填料饱和度由0增长至0.2时，挡墙内部最大冻深增加幅度最大。研究结果为后续季冻区加筋土挡墙长期稳定性分析提供参考依据。
- 1
-
基于无人机图像与深度学习的高原区隧道洞门墙病害检测方法
针对修建在高原恶劣环境下的的隧道洞门墙病害频发及传统人工病害检测方法效率低下、危险性高等问题，提出了基于无人机图像与深度学习的高原区隧道洞门墙病害检测方法。首先使用无人机航拍采集了新疆某高原区隧道洞门墙病害图像，建立一个多病害语义分割数据集。随后以语义分割模型DeeplabV3+为基础，提出以MobileNetV2作为主干特征提取网络的改进模型TP-DeeplabV3+，以减少模型参数；采用FocalLoss作为损失函数，以解决病害图像中的类别不平衡问题；添加CA注意力机制，以提升模型分割性能；最后提出病害量化方法。实验结果表明，TP- DeeplabV3+在测试集上可以达到88.37%和94.93%的mIoU和mPA，模型体量压缩了88.83%；提出的病害量化方法对于病害覆盖率的绝对误差不超过0.3%，相对误差维持在7.31%以下。相比传统方法，所提方法安全、准确地实现了高原恶劣环境下的隧道洞门墙智能化检测。
- 1
-
基于GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法
准确获取动水作用下库岸滑坡多场信息是可靠评价滑坡稳定性的重要基础。尽管GeoStudio和FLAC3D是目前库岸滑坡多场信息模拟常用的数值软件，但其仍存在诸多限制。本文提出了一种基于GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法，通过GeoStudio获得动水作用下的滑坡时变渗流场，并编制接口程序实现GeoStudio模型和渗流场向FLAC3D的快速转换，依据岩土体遇水特性和有效应力原理，修正FLAC3D模型岩土体参数与初始应力，以计算滑坡应力应变，实现动水作用下库岸滑坡多场信息演化过程的快速模拟。采用库岸滑坡大型物理模型试验验证了所提方法的有效性。研究成果为动水作用下库岸滑坡演化机理与稳定性的数值分析提供了一条可行途径。
- 1
-
低光照条件下基于迭代Otsu法的桥梁结构动挠度视觉测量
在低光照环境下，目前研究人员多采用LED标靶结合图像阈值方法来解决被测结构表面自然纹理可见度和分辨率下降，进而影响结构动挠度视觉测量精度的问题。但实际应用过程中，周围复杂的环境光线和不良天气均会对结构动挠度视觉测量结果的准确性造成影响。为此，本文提出了一种基于迭代Otsu法的桥梁结构动挠度视觉测量方法，该方法通过多次迭代求解光斑图像ROI区域前景阈值，配合光斑圆形度和帧间面积一致性约束，不断缩小灰度阈值范围，最终找到可有效分离图像前景光斑与背景的理想阈值，并结合灰度质心法准确计算出被测结构动挠度变化。本文首先介绍了基于迭代Otsu法的图像阈值分割原理和结构动挠度计算流程，之后通过一个悬臂梁试验，验证了所提出方法在有强光和雾气干扰的低光照环境下，仍能准确识别出结构动挠度。
- 1
-
我国西北地区生态型土质覆盖层厚度设计简化方法
目前我国西北地区借鉴北美非湿润地区的方法，采用6个经验公式进行生态型土质覆盖层的厚度设计。但是该方法涉及的参数较多、计算过程繁琐，最重要的是忽略了我国西北地区季风气候与北美非湿润地区湿冷气候对覆盖层厚度的不同要求。为了解决上述问题，基于我国西北地区具有典型的雨-热-植生同期、植被非生长期降水量不超过全年总降水量20%的气候特征，并考虑黄土、粉土田间持水量与植被枯萎点之比K ≥ 1.44的持水特点，提出了适用于我国西北地区填埋场生态型土质覆盖层的厚度设计简化方法。利用Vadose/W数值程序分析了采用简化方法设计的单一黄土覆盖层和黄土-碎石毛细阻滞型覆盖层在最大降水量年的水力响应规律。结果表明：毛细阻滞效应阻碍了水分由黄土层向碎石层的大量运移，致使毛细阻滞型覆盖层的防渗表现优于单一型覆盖层。两种覆盖层的防渗表现均随黄土K值的增加而提高，当K ≥ 1.35时，两种覆盖层均可以满足当地的防渗要求，从而初步验证了本文提出的简化方法的可靠性。该简化方法的提出有助于生态型土质覆盖层在我国西北地区的科学设计以及应用推广。
- 1
-
环向布筋下3D打印钢纤维混凝土圆弧拱结构承载性能试验与有限元分析
为增强3D打印混凝土圆弧拱结构的受力性能，本文采用掺入钢纤维和配置钢筋的方法，考察环向布筋对3D打印钢纤维混凝土拱结构力学性能的影响。通过不同钢纤维掺量下的力学性能试验确定合适的钢纤维掺量；在此基础上设计两组3D打印混凝土圆弧拱结构，通过在拱顶施加均布荷载，测得拱结构荷载-位移曲线、应变随荷载的变化、开裂荷载与极限荷载等，分析其变形和破坏规律；考虑对称与不对称加载、截面配筋位置对拱结构的影响，开展有限元计算，进一步研究其承载性能。结果表明：（1）当钢纤维掺量在0-3%范围内变化时，3D打印混凝土X、Y、Z三个方向的抗压强度均先增加后降低，2%钢纤维掺量对应的X、Y、Z三个方向的抗压强度均最高；（2）两组拱结构加载破坏过程基本一致，而环向布筋下的拱结构极限承载力相比素混凝土拱结构提高约37.5%；（3）采用的有限元建模方法较为准确，模拟结果与试验结果误差不超过4%，加载方式、截面布筋位置对拱结构的极限承载力有一定影响。
- 1
-
硫酸亚铁协同胶凝材料固化填埋场市政污泥的试验研究
郭晓静, 黄志亮, 陈辉, 何肖, 蒲诃夫, 袁满, 曹剑峰
为解决填埋场扩容扩建工程中所面临的污泥坑内市政污泥含水率高、强度低的问题，本文提出了硫酸亚铁协同胶凝材料(石灰、粉煤灰和水泥)原位固化填埋污泥的方法，并利用响应面法对该协同固化方法进行掺量优化。研究结果表明，硫酸亚铁与胶凝材料均能降低固化污泥的含水率，其中石灰、水泥的降低效果更加显著；固化污泥的无侧限抗压强度(UCS)随硫酸亚铁、水泥掺量的增加而增大，随石灰掺量先增大后减小，但基本不随粉煤灰掺量发生变化；由响应面法得出的二次多项式模型能较准确地预测出固化污泥的含水率和UCS，经验证其预测值与试验值之间的相对误差小于20%；在本文设置的约束条件下，推荐的优化方案R7(硫酸亚铁= 8%，石灰= 6%，粉煤灰= 10%，水泥= 11%)中固化污泥的含水率由360.3%降低至131.5%、UCS由0增大到317.0 kPa，满足填埋处置规定以及机械进场要求。
- 1
-
TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固RC梁抗弯性能研究
为研究TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的受弯性能，对1根普通钢筋混凝土梁和5根TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固梁进行了四点弯曲加载，分析了开槽尺寸和CFRP筋直径对复合加固梁承载力、破坏形态和裂缝分布等受弯性能的影响。试验结果表明：复合加固梁各阶段荷载均较未加固梁提升明显。加固梁极限荷载随开槽尺寸增加提升较小，随CFRP筋直径增加提升较大；复合加固梁抗弯刚度明显高于未加固梁；开槽尺寸和CFRP筋直径的增加与梁刚度的增加不成正比；复合加固梁裂缝呈现细而密的分布特点，裂缝数量明显多于普通钢筋混凝土梁并随开槽尺寸增加有所增多，但受CFRP筋直径影响较小；未加固梁的延性明显高于加固梁，随着CFRP筋直径的增大，复合加固梁延性下降，开槽尺寸的增大对梁延性的提升效果不明显；基于文献中提出的单一加固钢筋混凝土梁的开裂荷载计算模型，提出了复合加固梁的开裂荷载计算公式，计算值与试验值误差在6.5%以内，该开裂荷载计算公式的适用性较好。
- 1
-
大厚度人工填土地基桩基水平承载特性研究
在大厚度人工填土地基上开展水平受荷单桩的现场试验,实测得到地面荷载-位移关系、转角和弯矩,揭示了水平荷载作用下桩-土相互作用规律。并探究了地基土水平抗力系数的比例系数m随荷载与位移的变化规律。结果表明:桩基水平临界荷载值为480kN,且达到临界后,桩基的水平位移和转角均发生了突变；桩基的弯矩图呈现“两头小,中间大”的分布模式,弯矩沿深度影响范围约为10m,水平抗力系数的比例系数随荷载和位移的增大呈幂级数减小。通过试验数据对m法计算结果进行验证与改进,对比发现m法计算最大位移与实测结果接近；计算弯矩当荷载超过临界荷载相差较大,通过修正系数函对弯矩计算结果进行修正,修正后的弯矩与实测值更加吻合。
- 1
-
GCL搭接对复合垂直防渗墙防渗性能的影响研究
GCL复合垂直防渗墙是由水泥膨润土泥浆墙和膨润土防水毯(Geosynthetic clay liners，GCL)组成的一种新型竖向防渗阻污墙，其中双幅GCL搭接所产生的绕渗，对此类防渗墙防渗阻污性能的下降具有潜在的影响，目前研究中尚缺乏对该类影响的分析。本文通过建立含GCL搭接区的复合垂直防渗墙的二维污染物运移模型，并基于数值计算方法综合考虑了GCL搭接宽度B2、搭接区渗透系数kp、水泥膨润土墙厚度Lw和渗透系数kw对搭接区内污染物分布规律及临界搭接宽度的影响。计算结果表明:GCL搭接宽度影响复合垂直防渗墙内污染物浓度的分布规律，增加B2且未达到临界宽度(污染物同时击穿搭接区和无搭接区GCL层)，导致GCL复合垂直防渗墙击穿时间延长；GCL搭接区入口边界污染物浓度总体高于出口边界处，且kp和Lw越小，或kw越大，搭接区横向入口和出口边界处浓度差别越明显；减小kp或kw，导致GCL临界搭接宽度明显减小，但复合垂直防渗墙最终击穿时间趋于与无搭接单层GCL层击穿时间相同；水泥膨润土墙厚度Lw越大，临界搭接宽度则越小，且Lw由0.4 m增加1倍至0.8 m时，防渗墙被击穿时间延长约2.5倍。
- 1
-
大直径桥梁能量桩传热特性现场试验和数值模拟研究
本文针对大直径桥梁能量桩的传热特性，通过开展现场试验测试了大直径桥梁能量桩的热交换率和桩土温度场的分布。同时建立大直径桥梁能量桩三维数值模型，通过将现场实测数据与数值模拟结果对比，验证了建立模型的合理性。基于验证的模型开展了参数敏感性分析，探究了桥墩与周围空气的对流换热对大直径能量桩传热特性的影响机制。研究表明，大直径桥梁能量桩的热交换率可达-222.28 W/m，约为常规能量桩的1.5~3.9倍，但较大的直径也导致了横截面上桩体温度的不均匀分布，换热管附近的桩体温度明显升高，比中轴线位置处的桩体温度高约3 ℃；当气温较低时，桥墩与周围空气的对流换热会造成桥墩温度的下降，这会提高桥梁能量桩夏季工况中的热交换率；当桥墩表面由自然对流（空气流速0 m/s）变为强制对流（空气流速5 m/s）时，桥梁能量桩的热交换率提高约22 W/m。
- 1
-
高海拔地区长横担输电塔-线体系覆冰风致动力响应分析
付建明, 张丽娟, 马一丹, 齐永杰, 刘士远, 孟祥瑞, 刘玉萍, 田利
输电线路易受大风、覆冰等多种灾害的影响而发生破坏,严重威胁我国能源安全。目前对于输电线路风灾、冰灾的研究多集中于低海拔地区,然而众多西电东送输电线路跨越广袤的高原地区,其中长横担输电塔占有较大比重,为了保障高海拔地区输电线路安全运行,本文依托某±800 kV 特高压直流输电工程,建立了长横担输电塔-线体系精细化模型,基于高海拔地区覆冰条件,分别建立了输电塔和输电线的覆冰工况。同时,考虑高海拔地区空气密度、地形地貌等环境因素的影响,对比分析了高、低海拔地区的风荷载特征。最后,基于高海拔地区覆冰工况和风荷载特点,开展了长横担输电塔-线体系的风振响应分析。结果表明,高海拔地区风剖面较为平缓,长横担输电塔-线体系横担处位移响应大于塔顶的位移响应,冰风荷载作用下结构最大位移响应均出现在横担端部中点处。
- 1
-
带肋超高性能混凝土与普通混凝土界面剪切性能研究
为研究超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)的界面剪切性能,设计并制作了13个UHPC-NC直剪试件,通过推出试验,讨论了UHPC肋条宽度、高度以及间距对界面破坏模式和抗剪承载力的影响。此外,基于ABAQUS建立了UHPC-NC试件的有限元模型,并进行了参数分析。结果表明：带肋UHPC-NC界面的破坏模式主要包括：完全界面破坏及UHPC肋条剪断；肋条外界面破坏及UHPC肋条间嵌入的NC部分破坏；肋条外界面破坏及UHPC肋条间嵌入的NC完全破坏。肋条宽度为10 mm的试件破坏模式主要为第一种,肋条宽度为15 mm和20 mm的试件对应后两种破坏模式。此外,整体来看,随着肋条宽度和间距的增加,界面的抗剪承载力和滑移也逐渐增加,表现出更好的延性；当肋条宽度为20 mm时,增加肋条高度有利于提高界面承载能力,但随着肋条高度的增加,其承载力提升效果显著降低。
- 1
-
正常交通下大跨斜拉桥主梁刚度评定的虚拟静载试验方法
为探究虚拟静载试验方法评定大跨径斜拉桥主梁刚度的可行性,以某一斜拉桥为研究对象,对其进行静载试验和环境激励下的模态测试试验。设计主跨跨中截面中载和偏载试验,测量静载试验下各个测点的静力挠度；通过环境激励采集主梁的振动信息,识别模态参数,基于kriging插值方法对斜拉桥的实测振型进行模态扩展,预测斜拉桥主梁跨中截面在静载试验荷载作用下的模态挠度,与实测静载挠度对比；设计满足加载效率的虚拟静载试验方案,计算虚拟静载下的挠度校验系数,评估斜拉桥主梁刚度。结果表明：环境激励下的模态测试可以准确识别桥梁的模态参数信息；利用kriging插值方法扩展的前四阶振型预测桥梁的模态挠度,与实测静载挠度的相对误差小于10%,满足工程精度的要求,说明模态挠度应用于大跨径斜拉桥的工程准确性；虚拟静载试验方法与静载试验所得挠度校验系数相比,相差较小,评定结果均小于1.0,表明该斜拉桥主梁承载状况良好,充分说明了虚拟静载试验方法在正常交通下评定大跨斜拉桥主梁刚度具有较好的可行性与有效性。
- 1
-
淋滤作用下固化石油污染土的力学性能及污染物迁移演变历程
理清环境效应下固化石油污染土力学性能及污染物迁移扩散演变历程是推进污染土工程再利用的关键前提。选择石灰和粉煤灰为固化材料，结合淋滤试验和COMSOL Multiphysics软件，通过滤后界面含油量分布评价淋滤环境下固化作用对石油迁移的控制性，以土体界面强度和变形的演变为指标评价淋滤环境下固化污染土的力学稳定性。研究结果表明：石灰粉煤灰固化可解决污染土在淋滤作用下存在的污染物迁移扩散甚至大量迁出问题，实现对土中石油污染物迁移的良好控制。淋滤作用下固化污染土的界面含油量始终接近于初始设定状态，迁移率仅为1.35%～2.76%；淋滤作用下固化污染土的力学参数变化幅度与围压及污染物浓度正相关，但都仅在初始受力的10 s内存在波动随后强度值稳定在5.77×104~6.07×104 N/m2，位移最大波动值为1.73×10-3~6.46×10-2 mm。固化污染土的力学稳定性良好，安全系数（Fs）达10以上。石灰粉煤灰固化石油污染土可同时兼顾环境和工程需求，具有工程再利用潜力。
- 1
-
加载介质对HDPE土工膜鼓胀变形力学性质的影响
为查明加载介质是否对土工膜鼓胀变形力学性质产生影响,选择0.2mm、0.3mm、0.6mm三种厚度的HDPE土工膜为研究对象,分别以气体和液体作为加载介质,进行环形约束下的球形鼓胀变形试验,得出结论:(1)加载介质对土工膜胀破时的胀破压力和鼓胀高度影响较大,液胀下的胀破压力比气胀平均高出约34%、最高为50%,液胀破坏时鼓胀高度比气胀平均高出约22%、最高为30%；随着膜厚度的增加,液、气胀下胀破压力之差缓慢减小,鼓胀高度之差亦缓慢减小。(2)加载介质影响土工膜鼓胀变形发生发展的过程,气、液胀下土工膜鼓胀变形表现为不同的弹性、屈服、强化和破坏变形阶段；弹性阶段,二者变形相似,但液胀下张应力弹性极限相对较高；屈服阶段,气胀下变形持续时间相对较长,且屈服滑移较为显著；强化阶段,二者相似,但液胀下张应力强度极限相对较高；破坏阶段,气胀下迅速胀破,而液胀下则在冠顶产生较大的局部变形,表现为发生较大的变形量；随着膜厚度增加,液、气胀鼓胀变形中,相同应变下的张应力差值呈现降低的趋势。(3)加载介质影响土工膜胀破时的破坏形态,气胀时土工膜为线状破坏面,并随着膜厚增加破坏长度减小；液胀时土工膜均为带状破坏面。(4)加载介质对土工膜球形鼓胀变形力学性质和破坏特征的影响,主要与介质的压缩特性、传力特性、粘滞性,以及不同介质所形成的膜下压力荷载分布和高分子链段的重新取向、重结晶有关。研究成果可供确定土工膜鼓胀破坏强度参考借鉴。
- 1
-
GFRP带肋筋粘结性能试验研究与简化本构模型
为研究GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)带肋筋与混凝土之间的粘结性能并改进已有本构模型的实用性，制作了14组试件进行梁端式试验，探讨混凝土强度、保护层厚度、配置箍筋以及GFRP带肋筋之间相互作用对粘结性能的影响。试验采用位移控制加载方式，对加载力、自由端滑移值和加载端滑移值进行了测试记录，观察了粘结界面的破坏情况，并基于试验结果提出了简化粘结-滑移本构模型的方法。试验结果表明：梁端式试验主要发生拔出破坏和劈裂破坏；粘结-滑移曲线的滑移值与肋间距有关，波峰间距基本与肋间距一致；混凝土强度和配置箍筋会影响粘结界面的破坏模式和损坏程度，进而影响粘结滑移性能；保护层厚度增加对粘结滑移性能的有利影响在一定范围内有效；二次拉拔试验结果表明试件中GFRP带肋筋的粘结性能存在相互影响。简化后粘结-滑移本构模型在能够较好地拟合试验数据的基础上进一步增强了实用性。
- 1
-
钢桁腹-混凝土组合箱梁外接式节点疲劳性能试验研究
为探究钢桁腹-混凝土组合外接式节点的疲劳性能并验证该新型结构应用于高速铁路桥梁的可靠性，设计制作了两个缩尺比为1:3的节点模型并开展了疲劳试验，研究了组合外接式节点疲劳破坏模式、荷载-位移关系和荷载-应变曲线，考察了不同应力幅作用下外接式节点疲劳受力特征。试验结果表明：在设计应力幅作用下，组合外接式节点疲劳寿命超过251万次，节点未破坏且刚度未减小，抗疲劳性能满足要求；在1.4倍设计应力幅作用下，节点实测疲劳寿命为140万次；外接式节点的疲劳破坏模式为受拉侧外露节点板的开裂，组合外接式节点疲劳性能的控制构造细节是外露节点板与加劲板之间的焊缝连接细节；疲劳裂纹引起节点板的应力重分布，裂纹上下节点板的应变最多减小了81%，裂纹附近节点板应变最多增大了33%；根据一点法所得S-N曲线，组合外接式节点对应于设计应力幅53.2 MPa作用下的疲劳寿命为436万次，是设计寿命的2.18倍。
- 1
-
轨道交通结构建模验证与弹簧隔振器损伤参数分析
城市轨道交通结构中,一般采用浮置板下设弹簧隔振器来减小振动传递和保证行车平稳和安全性。由于列车荷载的长期反复作用,弹簧隔振器在疲劳作用下会出现刚度减小、损伤和吊空现象,作为隐蔽部件其损伤很难被巡检发现。应用ABAQUS有限元软件建立车辆-轨道耦合模型,选取深圳地铁某区段浮置板实测振动数据对模型进行验证。采用均匀设计法对弹簧隔振器发生不同损伤数量、损伤程度和损伤位置工况进行参数试验设计,通过模型模拟计算得到各损伤参数对浮置板振动响应的量化影响程度。计算结果表明:对浮置板加速度和位移影响最大的是弹簧隔振器的损伤位置,影响权重分别为50%和49.3%；其次是损伤数量,影响权重分别为28.4%和27.9%；最后是损伤程度,影响权重分别为21.6%和22.8%。研究成果可对城市轨道交通结构隔振器设计与列车运行安全监控提供参考。
- 1
-
基于声发射的致密砂岩细观破裂模拟研究
为了揭示三轴压缩下砂岩的细观破裂规律，本文以砂岩室内三轴压缩试验为基础，结合非均质晶质模型（Grain-Based model, GBM）和矩张量理论模拟砂岩内部裂纹衍生、声发射事件及破裂强度发展特征，推导出砂岩内微裂纹衍生过程、声发射响应特征规律，从细观尺度上综合分析裂纹以及声发射事件的时空演化过程。研究结果表明：在三轴压缩下砂岩的起裂阶段内，微裂纹在试样内部随机分布，位移场呈水平层状分布。随着载荷增加，微裂纹增多并逐渐贯通成两条宏观裂纹，位移场偏移且非均质性明显；裂纹在孕育期发展缓慢，当达到发展期时，裂纹以极高的非线性速率增长，裂纹发展顺序为晶间拉伸裂纹、晶间剪切裂纹、晶内拉伸裂纹、晶内剪切裂纹；试样内部拉伸裂纹占比高达83.2%，以拉伸破坏为主；试样声发射事件数与裂纹条数呈负指数关系，单次声发射事件产生一条微裂纹次数占比为75.60%，声发射事件数、微裂纹数与破裂强度近似呈正态分布。
- 1
-
风电机组混凝土-钢混合塔筒技术现状与发展趋势
为开发利用低风速、高切变地区的风资源，需增加风电机组的轮毂高度，目前工程应用的高塔架方案主要有三种，分别是全钢塔筒、全混凝土塔筒（全混塔筒）以及混凝土-钢混合塔筒（钢混塔筒）。本文首先对比了三种塔筒的技术特点，结果表明采用钢混塔筒兼具全钢塔筒与全混塔筒的优点，并克服其缺点，是应对高塔架挑战的优选方案。然后，本文围绕塔筒形式（倒角正方形、圆锥形、倒角三角形、腰形、正多边形以及“自升式”），综述了钢混塔筒技术的发展历程和研究现状，并将国内钢混塔筒技术发展归结为三个发展阶段与三个技术流派。再后，本文介绍了国内外钢混塔筒的行业标准，并概述了现有提升钢混塔筒性能、优化成本、缩短施工周期及健康监测的关键技术研究。最后，本文总结了钢混塔筒技术研究中存在的问题与挑战，包括：结构统型、采用子模型分析技术、可靠性研究、老旧钢混塔筒的升级改造及超高钢混塔筒研究，对新产品的开发提供借鉴与参考。钢混塔筒具有稳定性高、使用寿命长、建造成本低等特点，可满足大型风电机组的发展要求。
- 1
-
多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响
毛管压力曲线是模拟岩土非饱和渗流或多相渗流过程的重要本构关系. 在排水过程中,当湿润相饱和度趋近于残余饱和度时,多孔介质中将形成角膜和液桥流动现象. 这种角膜-液桥流对排水条件下毛管压力曲线的影响机制,目前还缺乏深入研究. 本文搭建微流控可视化实验平台, 在6组不同孔隙结构和粗糙度的微流体中开展了准静态排水实验, 实现了多孔介质中角膜-液桥流的细观观测,量化了这一现象对毛管压力曲线的影响. 实验结果表明：角膜-液桥流主要出现在饱和度较低的情况, 将导致湿润相的残余饱和度降低0.21~0.32. 角膜-液桥流的出现与孔隙介质的湿润性密切相关, 粗糙的固相表面会降低湿润相的接触角, 使角膜-液桥流更容易出现. 角膜-液桥的影响与液桥的数量正相关. 随着孔隙率和非均质性的减小, 角膜-液桥流的影响将更显著. 本文研究揭示了多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响,对于低饱和度条件下多孔介质毛管压力曲线的理解与表征具有重要的科学意义.
- 1
-
燃煤渣基地聚物的制备及热活化效果的研究
针对燃煤渣的低活性、难处理等问题，以低碳环保的理念为核心对燃煤渣基地聚物的制备工艺和煅烧效果进行了研究。通过单因素试验探讨了煅烧温度、激发剂掺量和液固比等对地聚物抗压强度的影响，并得出了燃煤渣基地聚物的最佳配合比。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）等手段研究了地聚物的水化产物和微观形貌，揭示了煅烧过程和地聚合反应前后的矿物相变化，阐明了强度增强机理。结果表明：本研究设计的以氧化钙为主、十二水磷酸三钠（TSPH）为辅的联合激发方式成功制备出28 d抗压强度达到34.5 MPa的地聚物。氧化钙提供的碱性环境、成核位点和TSPH提供的磷酸根都有助于促进燃煤渣中活性组分溶解和复杂凝胶相形成，这是地聚物抗压强度的重要来源。此外，在低于1000℃的高温煅烧条件下，燃煤渣不具备像煤矸石、粉煤灰等固废的热活化性，高温煅烧反而会降低燃煤渣的化学反应活性。
- 1
-
预应力RC-UHPC组合箱梁受弯性能研究
为探索吊装重量轻、施工便捷、耐久性强的新型组合箱梁，设计制作了以超高性能混凝土（UHPC）为腹板和底板，以普通混凝土（RC）为顶板的新型预应力RC-UHPC组合箱梁。开展受弯试验和有限元参数分析，探究试件的损伤机理和破坏模式。结果表明：试件破坏模式为适筋破坏，表现为受拉纵筋屈服及部分预应力筋断裂后，纯弯段RC顶板被压碎；UHPC抗拉强度、预应力筋配筋率对抗弯承载力影响较大；试件腹板纵向应变在高度方向上基本符合平截面假定。结合理论分析，提出抗弯承载力计算公式，利用所提出公式对试验构件及有限元分析模型的抗弯承载力进行计算，公式计算值与试验值、有限元计算值之比分别为1.014、0.960，具有较高的计算精度。相关研究可为预应力RC-UHPC组合箱梁在实际工程的推广及规范的制定提供理论依据。
- 1
-
内养护作用下混凝土耐久性研究进展
混凝土具有优良的力学性能和耐久性能，常规养护方法难以解决其早龄期自收缩和开裂问题。内养护技术可以有效改善混凝土内部湿度场，缓解混凝土收缩开裂，提高其耐久性。本文阐述了混凝土内养护机理，分析了内养护作用对混凝土耐久性的影响。预湿轻骨料或超强吸水聚合物掺入混凝土中，可以在骨料周围湿度降低时释放出水分，填充混凝土中非饱和孔隙，增加孔隙溶液的弯月面半径，达到内养护的目的；内养护作用会促进骨料周围水泥水化，提高骨料-浆体界面过渡区的密实度；缓解混凝土因自干燥产生的裂缝，提高混凝土抗裂性能；阻断侵蚀介质的传输路径，改善混凝土的渗透性和抗离子、气体等介质的侵蚀能力；内养护材料释水后会在混凝土中留下大量孔隙，这些孔隙可以释放混凝土孔隙溶液结冰产生的膨胀压力，提高混凝土的抗冻性；轻骨料的孔隙为膨胀凝胶的沉积提供了空间，从而降低碱-骨料反应的发生。文章总结了混凝土内养护技术的优势并展望了未来的应用前景，可为该技术的后续研究和工程应用提供参考。
- 1
-
隧道下穿引起管线非线性变形简化计算方法
城市地铁和地下通道修建过程中不可避免的下穿既有市政管线，引起管道变形，威胁管线安全。现有隧道下穿引起管线变形的预测理论多是采用的Winkler模型和Pasternak模型等弹性地基模型，缺少考虑土体-管道的非线性作用的理论。为此进一步考虑土体的非线性变形，提出了一种预测隧道下穿引起管线纵向非线性变形的简化计算方法。首先引入一种非线性地基模型，将既有刚性接头的市政管道视为非线性地基上的连续梁模型。其次，通过Peck经验公式和和考虑先建隧道影响的修正Peck公式，分别计算单线和双线隧道下穿引起管道轴线处的地层位移。然后假定管道与土体变形协调，建立隧道下穿引起管道变形的微分控制方程，接着通过有限差分法和牛顿迭代法得到管道的变形解答。最后，通过与已有离心机试验和两个工程案例的监测结果对比，验证了所提方法的合理性和适用性。结果表明：所提方法在砂土地层和黏土地层中均能较好的预测隧道下穿引起的既有市政管线的纵向变形；考虑平行双线隧道先后施工的影响后，可以较好的预测双线隧道穿越引起的管道变形；与Winkler地基、Pasternak地基和Kerr地基等地基模型相比，所提方法计算结果与实测结果趋势更为接近。研究成果提供了一种新的隧道下穿引起市政管线变形响应的预测方法，可为市政管道的安全评估与变形预测提供一定的理论支撑。
- 1
-
预制孔洞凝灰岩破坏声发射响应特性及预警研究
对不同岩桥长度的双圆孔洞凝灰岩进行单轴压缩试验及声发射测试，获取岩石变形破坏过程的声发射参数，研究岩桥长度对声发射响应特征的影响，并基于声发射特征参数分析预警前兆信息。结果表明：声发射参数随时间呈阶段性变化特征，岩石失稳破坏前有明显异常响应特征；AE能量随岩桥长度增大由群震型向孤震型转变，AE振铃计数经历了平静期、活跃期和突增区，AE RA/AF值对局部细小裂纹扩展较敏感，AE b值随时间经历了上升期、波动期及下降期，总体呈减小趋势；声发射各参数均存在岩石破坏前兆，将AE累计能量、AE累计振铃计数、AE累计RA/AF值突增点和AE b值的最低点作为“临界破坏前兆点”D，预警时效序列为：AE累计RA/AF值＞AE累计振铃计数＞AE累计能量＞AE b值。
- 1
-
预应力RC-UHPC组合箱梁正截面抗裂性能研究
提出以抗拉强度高、耐腐蚀的超高性能混凝土（UHPC）为腹板和底板，以钢筋混凝土（RC）为顶板的预应力RC-UHPC组合箱梁，并制作了1根试件。开展抗弯试验，分析试件的裂缝开展规律与破坏模式；采用有限元软件对试验进行模拟，通过将有限元计算结果与试验数据进行对比，验证了有限元方法的计算精度，在此基础上建立了19个有限元分析模型，分析不同参数对开裂弯矩的影响；采用相关规范及既有文献资料，对预应力RC-UHPC组合箱梁的开裂弯矩与裂缝宽度进行计算。结果表明：试件加载至约33.3 %极限荷载时出现第一条裂缝，之后荷载-挠度曲线逐渐趋于平缓；开裂弯矩受预应力筋张拉系数、预应力筋配筋率、UHPC抗拉强度影响较大；采用基于换算截面的开裂弯矩计算方法与DBJ 43/T 325-2017中的裂缝宽度计算方法，分别计算预应力RC-UHPC组合箱梁的开裂弯矩及裂缝宽度，计算值与试验值、有限元计算值吻合较好。
- 1
-
三星堆祭祀区地表干缩开裂病害程度与土的性质关联性研究
干缩开裂为潮湿环境考古遗址典型病害,为探究三星堆祭祀区地表干缩开裂病害程度与土的性质关联性,通过土的性质分析和病害量化表征评估,采用灰色关联度法分析了土的性质6项相关指标与裂隙发育程度和裂隙破坏程度两方面的关联度,探论了各项指标对病害程度的影响大小和作用,及通过土的性质干预实现病害防控的可行性。结果表明,土的性质相关指标与病害程度关联度大小排序依次为：黏粒含量＞黏土矿物含量＞塑性指数＞初始干密度＞初始含水率、有机质含量。黏粒含量、黏土矿物含量和塑性指数为影响病害发育的控制性指标,此类指标越大,病害程度越严重。初始干密度、初始含水率、有机质含量为影响病害发育的参考性指标,初始干密度越小,裂隙破坏程度相对严重。通过土的性质干预仅能一定程度控制病害发育,例如提高初始干密度改变裂隙形态。
- 1
-
大足石刻石篆山危岩体稳定性评价及加固方案设计
石窟寺及石刻类文化遗产由于长期在自然营力的作用下，极易受构造应力、裂隙扩张、雨水侵蚀等因素影响，产生严重的岩体失稳现象。以大足石刻石篆山摩崖造像为例，通过对石窟区的工程地质条件及区域岩石的宏观力学特性进行综合性分析，在此基础上分别对两处倾倒式（R1）和滑移式（R2）破坏模式下的危岩体进行量化评价，计算结果表明在考虑地震因素影响作用下，R1、R2危岩体的稳定性安全系数分别为1.39和1.20。鉴于石窟区文物保存现状和游客参观服务的特殊性，采取“锚杆加固+条石砌筑+裂隙灌浆+做旧处理”综合性加固措施，及时消除了石篆山摩崖造像重大险情，确保游客和文物安全。进一步通过位移和应力监测数据，发现加固后R1和R2危岩体的变形量控制在3 mm和6 mm范围内，验证了加固方案的有效性，为石窟区危岩体病害防治与加固提供一定理论依据。
- 1
-
氯离子环境中预应力锚杆腐蚀的分子动力学模拟
为了从微观层面揭示锚杆在复杂环境中的腐蚀破坏机理,将分子动力学方法引入到锚杆的腐蚀研究中,借助Materials studio软件建立分子动力学模型,引入到Lammps软件中进行分子动力学模拟,模拟研究了预应力锚杆在氯离子环境中的腐蚀特性,探究了氯离子溶液与锚杆表面间的微观作用规律。结果表明：在预应力和氯离子的耦合作用下,铁基体将吸收更多氧原子,促进氧原子与铁之间的结合,加速锚杆的氧化腐蚀钝化；预应力的施加削弱了锚杆内部原子的束缚,使得铁原子的运动趋势增大,更容易与其它原子相结合；氯离子会增大铁原子与氧原子的作用强度,促进铁与氧的结合,且氯离子会随着预应力的增大逐渐活跃；随着预应力增大,溶液中的氧原子由于更容易与铁发生反应形成稳定化学键,其运动特性逐渐减弱。氧化反应结束后铁基体表面会形成一层氧化膜,在氯化物溶液环境中,氧化层厚度明显增加,且预应力越大,氧化层越厚。
- 1
-
再生混凝土骨料与土工格栅的界面剪切特性研究
随着经济持续发展和城市规模不断扩大，推行建筑垃圾的资源化利用和再生利用势在必行，再生混凝土骨料作为建筑垃圾筛分后的破碎物，有着广阔的应用前景。本文以4种不同粒径范围的再生混凝土骨料为研究对象，通过室内大型直剪试验研究了再生混凝土骨料与双向聚丙烯土工格栅的界面剪切特性。试验结果表明，孔径比越小，剪切界面的峰值剪应力以及残余剪应力越大，且峰值剪应力出现的位置越滞后；随着孔径比的减小，峰值似黏聚力和残余似黏聚力逐渐增大，峰值内摩擦角和残余内摩擦角也逐渐增大；加入土工格栅可以有效地减少在界面发生的剪胀现象；引入卡尔哈韦本构方程，通过线性拟合和对数拟合推导出剪切刚度的表达式，得到应力状态 (σn,τ)下对应的剪切刚度。本文揭示了再生混凝土骨料与双向聚丙烯土工格栅界面剪切的剪切机理，剪切刚度的确定在工程实践中对于评估变形机制和稳定性具有重要意义。
- 1
-
风电机组岩石锚杆式加固基础受力性能现场监测研究
魏焕卫, 雷树立, 宋志鑫, 陈朝伟, 惠俊梅, 宋鹏, 郑晓
针对风机运行期间所受荷载的复杂性，依托威海某风电机组基础加固项目，提出一种系统监测方法，结合现场环境评估加固基础的性能提升效果。从施工阶段到运行阶段，采集加固基础的塔筒应变、焊钉应变以及锚索轴力等，研究风机加固基础在不同工况下的受力响应及相关性分析，探讨基础加固后的性能提升效果及荷载传递机理。研究结果表明：加固区中各构件受力响应具有趋势相似性与幅值差异性，受力改善效果明显且均具有较大的安全度；该加固方法利用外包混凝土和焊接焊钉改变了结构受力边界，增加底层塔筒的约束刚度，使上部传递荷载重新分配，分担传递剪力，保证塔筒与混凝土共同变形。基于此加固方案下提出的系统监测评估方法，可以有效、及时地掌握加固系统各构件的受力状态，保证后续风电机组运行安全；该加固方案改善了基础、岩石锚杆和法兰的受力状态，基础整体受力性能得到保证，为后续风电机组基础优化工程提供了一定的参考。
- 1
-
基于挣得碳值的施工现场碳排追踪模型
土木工程施工过程中温室气体排放集中且强度大，亟需监测和控制其环境绩效。然而当前施工碳排放评估多在施工前或竣工后开展，很少关注施工过程中环境绩效监测问题。论文基于施工定额理论、信息物理系统技术与挣值管理逻辑开发了一个被称为挣得碳值管理（Earned carbon value management, ECVM）的绩效评估模型，用于评估项目施工过程中的碳排放绩效，提升施工场地碳排放管理的精度和效率。该模型将施工碳排放与工程完成量、资源消耗量相挂钩，提出了三个关键参数和四个关键指标。上海市某建筑主体工程项目的实证分析表明，ECVM能够在施工过程中分析施工进度与碳排放之间的关系，并根据碳排放绩效指标分析偏差产生原因提出针对性的纠偏措施。本文中介绍的模型具有通用性，可以用于任何施工项目的碳排放管理。
- 1
-
桥梁拉索动力响应监测数据质量评价分析
桥梁拉索动力响应监测数据中存在大量的低质量数据，现有的监测数据检测研究集中于时域波形异常的明显异常数据，然而监测数据中还存在时域波形正常，但频域特征混乱的数据，这类数据无法准确地获取桥梁拉索动力特性。针对该问题，将现有的异常数据检测拓展为数据质量评价，同时对明显异常数据和频域混乱数据进行检测。采用卷积神经网络(CNN)和数据频域特征建立了桥梁拉索动力响应监测数据质量评价方法，实施流程包括：采用快速傅立叶变换(FFT)将时域数据序列转化为功率谱密度函数(PSDF)，利用格拉姆角场(GAF)方法对PSDF序列进行可视化，进而搭建CNN模型对监测数据质量进行自动化评价。以某斜拉桥的拉索加速度监测数据为例开展了应用研究，研究结果表明，与时域序列检测方法相比，PSDF序列检测方法能够更好地区分正常与频域混乱数据，具有更高的评价准确率；利用两个传感器监测数据建立的CNN模型对所有26个传感器监测数据质量评价准确率均在94%以上；此外，该方法建立的评价模型应用到另一座类似桥梁的监测数据质量评价中，准确率也达到了95%。
- 1
-
基于多弹簧模型的浮搁柱脚节点建模方法研究
浮搁是传统木结构中柱脚的典型构造形式,在水平荷载作用下木柱易出现摇摆现象。木柱的摇摆行为表明浮搁柱脚节点具有半刚性特征,对木结构抵抗侧向荷载和维持整体稳定性具有重要作用。本文提出了一种摇摆木柱柱脚节点的建模方法,通过在柱脚布置一排轴向弹簧以模拟柱底-础石接触界面的受力状态。基于OpenSees平台建立对应数值模型,通过与精细化有限元模型及大量相关文献中实验数据进行对比,验证该建模方法的有效性。同时对影响该建模方法的部分因素进行分析,包括柱脚弹簧接触刚度、分布模式、弹簧数量及材料本构。研究结果表明,该建模方法对接触刚度相对不敏感,建议木柱有效受压深度为木柱半径以确定各弹簧单元接触刚度；三种分布模式均适用于该建模方法,弹簧单元的数量应不少于10个；对于高轴压比木柱,在建模过程中应采用考虑弹簧单元进入塑性的ElasticPP材料本构。
- 1
-
钢主梁桥基于支座强迫位移法合龙控制理论依据研究
支座强迫位移法是一种在钢主梁桥合龙施工中常用的控制方法，但目前对于支座强迫位移法施工控制过程的理论研究基本处于空白。本文基于欧拉梁挠曲微分方程，采用积分法求解了支座施加强迫位移合龙和一次成桥两种状况的三跨连续梁挠曲闭合解，两种状况下所得的梁挠曲函数完全一致，证明了在弹性状态下基于强迫位移法合龙的梁式结构可实现理想一次成桥效果。最后，结合某三跨连续钢桁梁桥合龙工程实例，验证了强迫位移法在实桥合龙线形控制中的效果。该理论证明可为支座强迫位移法的工程应用和推广提供理论依据和技术参考。
- 1
-
基于电化学反应的软土电渗界面电阻试验研究
针对电渗加固软土地基能耗高,黏土-电极界面电势损失大的问题,从电化学反应角度出发,研究电极反应对界面电阻的影响。利用自行研制的一维电渗固结装置,开展电极材料和通电模式两大关键因素的室内试验研究,探究黏土-电极界面电阻变化趋势,并利用电化学界面电阻模型阐述其机理。试验结果表明：电极反应改变界面电化学特性,影响界面电阻进而影响电渗排水速率；阳极界面电阻受电极反应影响明显,长期通电情况下EKG电极阳极界面电阻较小,而金属电极则在浓差电阻和表面膜阻的共同影响下阳极界面电阻较大；采用优化通电模式有利于缓解界面极化现象,抑制界面电阻增长。
- 1
-
大足石刻北山石窟悬吊锚杆加固工程的稳定性研究
冯太彬, 刘珂源, 雷啸天, 蒋思维, 陈卉丽, 张兵峰, 麻润杰, 陶志刚
大足石刻北山168窟在多年的风化作用和自重应力的影响下，石窟壁和其顶板位置出现了大量的裂缝现象，导致了洞窟顶部围岩的稳定性变差面临失稳坍塌的危险，为了能够有效对平顶石窟顶板破碎围岩进行加固，本文针对现场的地质情况采用了一种悬吊锚杆的顶板加固方式。首先根据现场调查确定出顶板裂缝的分布规律，总结出石窟顶板开裂的主要原因，然后利用新奥法的思想在考虑最不利围岩受力的情况下计算出锚杆的锚固长度，最后利用数值模拟的手段分析了悬吊梁加固方法在降雨条件下石窟顶板的位移变化情况以及应力情况，结果表明：在悬吊锚杆加固条件下，其顶板各个方向位移均不超过1mm；石窟洞口位置及洞内位置应力较为集中，最大拉应力小于砂岩的抗拉强度值，顶板围岩处于稳定状态；悬吊锚杆支护过程中锚固段承受拉应力，平均所受拉应力为4.3MPa，受力情况较好。从现场加固前后曲线数据可以看出悬吊梁加固工法减少了裂缝的波动值，可以认为在悬吊锚杆加固条件下石窟保持稳定状态，该悬吊锚杆加固方式为类似平顶石窟薄板破碎顶板的稳定性支护提供参考。
- 1
-
基于锈胀裂缝宽度的损伤混凝土梁的可靠度分析?
通过引入疲劳损伤因子和徐变损伤因子，建立了含疲劳和徐变损伤混凝土梁保护层锈胀开裂后钢筋锈蚀深度的计算模型；并根据混凝土结构耐久性设计标准，建立了由锈胀裂缝宽度控制的耐久性极限状态方程；运用Monte-Carlo数值模拟方法计算了6根混凝土试验梁在裂缝宽度限值范围内的可靠度；并采用验算点法，计算了腐蚀电流密度、混凝土抗压强度、保护层厚度和钢筋直径等四项参数的灵敏度。研究结果表明：随着锈蚀时间的增加，可靠度将从0.9下降到0.1，并且在60%疲劳寿命次数的循环荷载作用后，持荷时间增加3个月对梁的可靠度影响较小；保护层厚度的增加和钢筋直径的减小均可以提高梁的可靠度、减缓结构可靠度在钢筋锈蚀前期的下降速度，并且9mm的钢筋直径可以作为损伤混凝土梁耐久性设计的参照值；腐蚀电流密度、保护层厚度和钢筋直径三项参数的灵敏度较大，因此这三项参数是耐久性极限状态可靠度的主要影响因素。
- 1
-
深基坑注水与水下开挖设计计算方法研究
注水与水下开挖是一种新型的基坑开挖方法，用来解决基坑地下水与江河水有稳定联系时传统的坑外降水与坑内排水方法无法实施的问题。提出了深基坑注水与水下开挖的设计计算方法，结合钢板桩围堰深基坑工程，制定了注水与水下开挖方案，建立了相应的数值模型来研究深基坑先降水形成旱地工作条件开挖、再注水进行水下开挖、水下浇筑封底混凝土后再降水所对应的支护结构受力与变形规律，对注水高度进行了优化。结论如下：先降水形成旱地工作条件时最大降水深度取决于坑底土体抗流砂、管涌的稳定性，开挖深度从2m增加至7m时，支护结构水平位移增加了53.6%，坑底塑性隆起量的最大值逐渐增大至59.0mm；再注水进行水下开挖时，增加注水高度可有效减少坑底土体的隆起变形及支护桩的水平位移，临界注水高度为9m，当注水高度超过该临界值后其抑制坑底和支护桩变形的效果会减弱。封底混凝土厚度取决于其抗浮稳定性和强度，钢板桩嵌固深度取决于水下浇筑混凝土后再降水工况下的支护结构整体稳定性。研究成果对类似深基坑的设计与施工具有参考价值。
- 1
-
螺栓布置对钢-木组合梁弯曲性能影响试验研究
为推广直径10mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用，研究螺栓横向排数、螺栓直径和螺栓纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部是工字钢梁、上部是木板、上下部由螺栓连接的组合梁，对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试验，分别观察其破坏模式、跨中挠度变化、跨中截面应变和梁端部钢-木交界面滑移效应，分析不同螺栓参数对钢-木组合梁抗弯力学性能的影响。试验结果表明：钢-木组合梁的主要破坏模式为：组合梁跨中挠度达到跨度的1/27时，发生变形破坏；组合梁具有较高的抗弯承载力与位移延性系数，各试件钢-木交界面最大相对滑移为2mm~6mm；螺栓布置参数中，螺栓纵向间距对对组合梁跨中钢-木交界面的应变差影响最大，螺栓直径影响较小；提出了钢-木组合梁螺栓面积比的概念，即螺栓总面积与木板受压面积的比值，随螺栓面积比的增加，尽管位移延性系数减小，但试件抗弯承载力明显增长、交界面最大滑移逐步减小。通过合理的螺栓面积比范围可快速计算出螺栓的用量范围，为此类钢-木组合梁的实际应用提供设计参考。
- 1
-
复合型絮凝剂CaCl2-APAM-PAC快速处置高含水率泥浆试验研究
马英建, 方舟, 程慧峰, 苏彬, 梁登钦, 秦新皓, 何斌
在工程建设当中废弃泥浆含水率极高，且对环境的影响极大，解决其脱水问题为面临的主要问题。针对高含水率泥浆泥水分离问题，选择三种絮凝剂氯化钙（CaCl2）、阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）和聚合氯化铝（PAC），设计3因素4水平正交试验，采用综合平衡法，选定48h脱水量和上清液pH值等为指标，进行极差分析和方差分析，着重找出最佳复合絮凝剂组合。通过正交试验结果和SEM微观分析等对絮凝机理进行讨论。试验结果表明，将脱水量随时间变化曲线划分为高、中、低脱水区和快速脱水阶段、慢速脱水阶段，则泥浆脱水速率整体呈现减小趋势，其中高脱水区组在12 h时也具有较高的脱水量，即满足快速脱水的要求；三种絮凝剂存在一定协同作用的效果。通过正交试验的极差分析和方差分析，复合絮凝剂的最优组合为泥浆总质量的0.25 % CaCl2 + 0.12 % APAM + 0.17 % PAC；根据机理分析，可将复合絮凝剂絮凝过程分为以下五个阶段：电中和阶段、架桥阶段、吸附成团阶段、网络沉降阶段和固化增强阶段。
- 1
-
基于截面分类的U形钢-混凝土组合梁外包钢板件宽厚比限值
为研究U形钢组合梁基于截面分类的外包钢板件宽厚比限值，对5根U形钢组合梁试件进行单调静力加载试验。分析了不同外包钢腹板受压区高厚比及受压翼缘宽厚比情况下，U形钢组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线及塑性变形能力。试验结果表明，外包钢板件宽厚比对U形钢组合梁的屈曲变形和塑性变形能力有着直接影响，所有试件在达到峰值承载力前均发生了局部屈曲，破坏模式为弯曲塑性破坏。同时，通过有限元参数分析结果表明，外包钢腹板与受压翼缘之间的非线性行为相互影响，板件的屈曲时刻随着相邻板件宽厚比的增大而提前，增大外包钢板件宽厚比会降低U形钢组合梁的塑性发展程度。基于试验与有限元参数分析结果，提出了U形钢组合梁的Ⅱ类截面（Class 2）外包钢板件宽厚比限值建议，并将该限值与规范限值进行对比分析。
- 1
-
重力井曲面摩擦摆支座及其抗震性能
在强震或近场地震动作用下，传统隔震支座桥梁存在支座有残余位移和桥墩内力响应大的问题。受科学馆重力井曲面设施的启发，本文拟提出一种基于重力井曲面的变刚度摩擦摆支座。其曲面由内部的球面和外部的重力井曲面构成。首先，基于理论推导，揭示其水平剪切方向的恢复力模型。其次，设计并制作了一个足尺变刚度摩擦摆支座试件，并对其进行拟静力试验，以进一步探究其滞回特性和力学性能。摩擦材料采用抗压性能优越的改性超高分子量聚乙烯。最终，通过数值模拟，比较研究了重力井曲面摩擦摆支座和球形支座的动力特性。试验发现了变刚度双摩擦摆支座上下滑动面呈不对称滑动的现象。改性超高分子量聚乙烯摩擦材料可以满足支座对摩擦垫局部应力大的需求。此外，与普通球形双摩擦摆支座相比，重力井曲面摩擦摆支座能够大幅度减小地震动作用下的内力需求，且具有和小半径球面摩擦摆支座一样优越的自复位性能。
- 1
-
纤维含量对加筋土宏微观特性的影响
纤维含量是影响加筋土的重要参数，现有研究中纤维含量的取值范围一般较小，对较大纤维含量加筋土的物理力学性能尚不清楚。因此，为了研究较大纤维含量对稻草纤维加筋土的影响，本文设置了10个纤维质量分数，采用直剪试验进行研究，探讨了不同纤维含量对加筋土强度特性的影响，并通过扫描电镜试验（Scanning Electron Microscope，SEM）和核磁共振测试（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）对纤维加筋土的微观结构特征进行分析。结果表明：加入纤维可有效提高土体的抗剪强度。纤维加筋土的增强机理与纤维含量有关，较小的纤维含量对土体孔隙率影响不大，加筋土以土骨架为基础；当纤维含量较大时，孔隙率明显增长，加筋土的主体结构将由土骨架和纤维骨架组成。本文的研究成果可为纤维材料在地基处理和边坡防护等实际工程中的设计和施工提供参考。
- 1
-
锈蚀PC梁疲劳寿命预测及界面滑移区量化研究
重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤，降低其使用寿命。本文以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数，综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响，提出了考虑力筋残余应变的粘结滑移区不协调变形量化方法及锈蚀PC梁疲劳寿命预测方法。然后通过试验数据验证了预测方法的合理性，并讨论了不同预应力、锈蚀程度和应力水平作用下锈蚀PC梁界面疲劳粘结滑移情况。研究结果表明：提出的预测方法可有效预测界面滑移情况及锈蚀PC梁的疲劳寿命；预应力大小是影响锈蚀PC梁发生疲劳粘结滑移的重要参数，随着锈蚀率、应力水平的增加，构件易发生疲劳粘结滑移，而预应力的增加可有效减少界面疲劳粘结滑移的发生；在高应力水平下更严重的应变不协调会导致更大的残余滑移，滑移量曲线及其斜率随着应力水平的增加而整体抬升、变陡。
- 1
-
新型两阶段屈曲约束支撑滞回性能试验研究
为提升传统屈曲约束支撑的性能，特别是解决传统阻尼器在主震-余震型地震作用下发生断裂后无法为结构提供抗侧刚度和耗能能力的问题，提出了一种新型两阶段屈曲约束支撑（Two-stage Buckling-restrained Brace, 简称TS-BRB）。TS-BRB的耗能单元由三个横截面沿纵向渐变的Q235钢板串联组成，中部的耗能段在地震中首先发挥耗能作用，若该段发生断裂，约束单元中的限位卡槽能够确保端部耗能段继续工作，从而使TS-BRB具备较传统BRB更高的耗能能力。TS-BRB的滑移距离通过调整限位卡槽的长度来限制，从而满足结构减震设计的使用需求。TS-BRB的试验结果表明：该阻尼器的滞回曲线饱满，滞回曲线形状符合理论预期；TS-BRB具有明显的二阶段耗能特性，耗能单元的端部耗能段在中间耗能段断裂后可继续工作，断裂后的附加累计耗能为断裂前的138.41%。TS-BRB解决了传统BRB在断裂后随即失去承载和耗能能力的问题，能够为结构提供更大的耗能储备。最后使用ABAQUS建立实体单元数值模型，发现模拟与试验的滞回曲线吻合较好。
- 1
-
桥梁温度作用与效应2020年度研究进展
温度作用是桥梁结构在建造、使用过程中需要考虑的重要荷载。随着交通网络的延伸，越来越多的桥梁结构受到严酷的环境温度作用，同时桥梁交通环境复杂化也使得桥梁遭受火灾并发生损失的几率增大。深入研究桥梁环境与火灾温度场，识别其作用与效应，有利用从设计、建造与养护等方面保障桥梁结构安全。本文就国内外2020年度桥梁环境温度作用、温致效应、桥梁火灾作用与效应方面最新研究进展进行梳理与总结，并基于以上最新研究进展，对未来桥梁温度作用与效应方面研究热点和方向做了展望。
- 1
-
2020年预制装配式混凝土桥梁结构研究综述
预制装配式桥梁凭借施工质量好、对环境的影响小、现场作业时间短、施工安全水平高等优势，已成为中国桥梁建设的重要发展方向。预制装配式混凝土桥梁既适合于交通复杂的城市道路桥梁，也适合于施工环境艰苦的铁路桥梁建设。本文通过文献调研的方式，梳理2020年度国内外预制装配式混凝土桥梁的研究进展。根据桥梁结构类型，从上部结构与下部结构两个方面论述了该领域内的新技术、新构造以及典型工程应用。经过本文粗略总结，在上部结构中，节点的连接构造、抗裂性能与耐久性得到了学者的广泛关注；z哎下部结构中，随着预制装配式体系在高烈度地震区桥梁的中应用，预制装配式桥墩的构造与抗震性能是目前研究的一个热点。下部结构的耐久性与抗裂性能仍有待提升。
- 1
-
2020年度桥梁评估与加固研究进展
由于大规模建设时期，经济高速发展带来的桥梁建设需求与落后的技术储备之间的矛盾，今后10到30年，我国将面临日益增长的桥梁检修压力。基于桥梁评估与加固领域的最新研究进展，本文介绍了包括桥梁主要病害监测技术的化学方法和物理方法以及传感器技术及信号处理技术在内的桥梁健康监测技术及装备；对比了基于时变可靠度理论和基于历史数据的桥梁健康评估方法，并论述了结构参数反演相较于人工智能的重要意义；介绍了针对抗弯、抗剪、抗震的局部加固方法，附加结构体系的整体加固方法，及电化学除氯技术等养护方法；介绍了网络级和项目级的维修加固决策方法。考虑到强学科交叉特性，对一些先进的传感器、信号处理技术及评估理论也进行了着重介绍，旨在厘清其间内在逻辑，或许能够起到一定的灵感和思路启发作用。
- 1
-
2020年度桥梁文化遗产的规划与保护研究进展
在世界文化交融的进程中,各国都更加重视本国的文化遗产保护,其中桥梁文化遗产作为一类人类综合活动的遗产具有交通遗产、建筑遗产、城市规划遗产、工业遗产等的诸多属性,越来越受到世界各国的重视。但是,就目前来看,相对于其它文化遗产,在全球范围,对桥梁文化遗产的研究和实践都还不成熟,并未形成体系。通过对我国近20年古桥、古桥文化及其相关研究的统计可以清晰地看到我国目前桥梁文化遗产研究的整体现状。并且,基于对2020年度国内外桥梁文化遗产研究成果的归纳、分析,阐述和总结了2020年度桥梁文化遗产国内外研究进展情况,对未来桥梁文化遗产的规划和保护进行了展望。
- 1
-
钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展
钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点，是我国桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明，疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故，仍是制约钢结构桥梁发展应用的关键因素。国内外学者从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究，现聚焦疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面，对2020年度国内外学者在相关领域所取得的最新研究进展进行总结，梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明：钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点，在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上，构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术，是本领域的研究重点和重要发展方向。
- 1
-
桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展
近年来能源交换的需求量随各区域经济的飞速发展而不断增大，装载运输“燃、汽、爆、化”的危化品车辆日益增加，由车辆导致的爆炸或火灾层出不穷，桥梁结构的运营安全受到严重威胁。作为桥梁防灾的热点问题，国内外学者在桥梁抗爆与抗火领域进行了卓有成效的研究，现以2020年发表的中英文论文为主，对国内外学者在爆炸冲击荷载试验与数值模拟方法、桥梁火灾试验与模拟技术、桥梁抗爆性能及劣化机理、火灾下桥梁损伤机理与安全评估、桥梁抗爆安全评估方法、过火后桥梁性能演化与灾变机制等方面所取得的研究成果进行扼要综述，通过系统分析表明：爆炸试验技术与结构高应变率下的力学特性研究、复杂火灾环境下桥梁结构断面温度传递与分布规律、多灾耦合作用下桥梁结构的损伤演化、灾变机制和桥梁结构安全评估体系等方面的研究欠缺和迫切需要。为保证桥梁结构在全寿命周期内的服役安全，爆炸、火灾等极端荷载条件下的结构特性和运维安全是当前构建桥梁运维安全保障体系中的重中之重。
- 1
-
2020年研究进展：轨道交通桥梁减振降噪
随着高速铁路与城市轨道交通的快速发展,振动与噪声问题愈发突出。传统直立式声屏障对轮轨噪声降噪效果明显,但当列车运行速度超过250km/h时,其噪量不足,为此,我国高速铁路正力推全封闭声屏障的建设。同时,近年来,钢桥或钢-混组合桥在我国高速铁路和城市轨道交通中逐步得到广泛应用,钢桥或钢-混组合桥的声辐射能力更强,具有频谱宽、幅值大和难控制等特点,因此,在环境敏感区域建造钢桥或钢-混组合桥亟待解决其噪声控制问题。围绕“高速铁路声屏障降噪性能与动力特性”和“钢桥减振降噪”两个研究方向,本文简要评述该方向的研究动态及发展趋势。
- 1
-
2020年度桥梁结构数值分析研究进展
随着计算机技术不断发展及计算理论研究的深入，数值方法成为了分析桥梁结构力学行为的主要的方法。通过桥对梁结构的数值模拟，能获得在各种复杂作用下的力学行为和响应，在效率和适应性方面远高于解析方法和模型试验。以近年来国内外相关的研究文献成果为基础，对数值分析技术在桥梁结构分析中的应用及最新研究成果进行了综述。重点关注了与桥梁结构主要力学行为分析相关的有限元数值模拟相关的理论与方法，对桥梁结构数值化模拟方法中的梁的理论最新研究方向、主流的非线性分析方法与技术、桥梁结构材料的多种数值化本构模型研究进展，桥梁结构腐蚀环境下力学性能的时效性、耐久性评价的有限元方法，以及基于梁理论的组合结构的数值模拟方法等最新研究成果进行了综述，对这一领域需要进一步研究和解决的问题进行了讨论及展望。
- 1
-
车-桥耦合振动2020年度研究进展
车-桥耦合振动的主要研究内容包括轨道不平顺作用下的车-桥耦合振动及随机振动、风-车-桥耦合振动、地震-车-桥耦合振动、新型轨道车辆-轨道梁耦合振动等方面。当前,我国铁路桥梁建设面临更大跨度、高速度、高舒适度等新的挑战,在风荷载及列车荷载等外部激励作用下,车-桥间相互作用越发显著。如何准确预测实际复杂风环境下车-桥耦合系统动力响应及高速列车的行车走行性,并为桥梁设计、线路运营、维护及管理提供技术指导,成为2020年度车-桥耦合振动领域的研究热点和发展趋势。
- 1
-
超高性能混凝土（UHPC）在桥面板体系中的应用进展
超高性能混凝土（UHPC）与正交异性钢桥面板的组合是近年来桥梁工程中新材料、新构造研究的典型范例。由于UHPC桥面板的刚度较大，它可以有效减小桥面板中的局部变形，从而明显降低正交异性钢桥面板中的疲劳应力幅，改善其抗疲劳性能。本文从新构造、剪力连接件性能、组合桥面板基本力学性能、组合桥面板疲劳性能及UHPC材料与构件力学性能等几个方面对UHPC-正交异性钢桥面板组合体系的研究进展作一综述，其内容主要为2020年以来发表的工作，部分兼及更早一些的研究成果。
- 1
-
桥梁健康监测2020年度研究进展
桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应，通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估，从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支，已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展，指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用，对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍，并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述，最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测各项关键技术的现阶段研究中。
- 1
-
混凝土桥梁的耐久性2020年度研究进展
近年来混凝土桥梁的耐久性引起了广泛的关注并一直是桥梁研究的热点之一,混凝土桥梁的耐久性直接影响到长期服役桥梁的安全性和使用寿命。目前混凝土桥梁耐久性的研究主要分为两个方面：①从材料的损伤机理层面入手研究桥梁构件材料的破坏方式和影响因素,分析混凝土桥梁材料的耐久性影响作用机理；②从桥梁结构的整体出发研究桥梁耐久性能的设计、评估以及桥梁的养护方案等,探究提高混凝土桥梁结构耐久性的措施。为了全面掌握混凝土桥梁的耐久性的研究动态,本文从混凝土桥梁的设计、桥梁混凝土材料的耐久性研究、混凝土桥梁的钢筋锈蚀研究、混凝土桥梁的耐久性提升技术、不同服役环境对桥梁耐久性的影响、长期服役性能评估及寿命预测等方面,对2020年国内外学者关于混凝土桥梁耐久性的论文进行梳理,探讨未来混凝土桥梁耐久性的研究重点和发展方向。
- 1
-
2020年钢-混组合结构桥梁研究新进展
钢-混组合结构桥梁作为可实现可持续桥梁工程的结构形式之一，有良好的综合技术经济效益和社会效益，日益受桥梁工程界所欢迎。钢-混组合结构能充分发挥混凝土和钢材各自的材料性能优势，以其整体受力的合理性、经济性、便于施工等突出优点，已广泛应用于结构工程许多领域。为促进我国桥梁建设向装配化、绿色化及智能化的转型升级，在中小跨度桥梁中推广使用钢-混组合结构面临机遇与挑战。从两大类方向对国内外2020年度文章进行搜集、分类、回顾、综述，包括各式常用剪力件研究以及组合梁研究。剪力连接件研究内容涵盖栓钉连接件、PBL连接件、螺栓连接件、进连接件的基本力学性能，以及连接件的耐久与退化性能；组合梁研究进展包括论模型研究，组合效应与空间行为研究，组合梁负弯矩区性能研究，组合梁动力特性研究，组合梁劣化性能与检测加固研究，组合梁施工方法研究。
- 1
-
桥梁施工监控2020年度研究进展
桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部分，是确保桥梁施工质量的关健，是桥梁建设的安全保证，已成为桥梁工程领域研究的重要内容。通过文献调研的方式，以“施工控制/监测/监控”、“施工控制理论/方法”、“施工监测系统”、“智能监测”等为关键词，在Web of Science、Science Direct及中国知网上搜索、整理了2020年度发表的六十余篇科研论文，主要对国内外学者在桥梁施工控制理论方法、施工控制参数识别和状态预测、桥梁施工监测系统与智能监测等方面取得的研究进展进行了归纳、梳理和总结，并对今后桥梁施工控制研究的热点进行了展望。
- 1
-
钢桥部分新进展
为了促进钢桥技术的发展，系统梳理了近年来国内外钢桥领域的研究热点与前沿。首先回顾了我国大型钢桥一年来的重要建设成就与技术进步，然后分别对钢桥领域主要研究方向取得的最新进展进行了系统总结，同时对钢桥领域各方面所做出的诸多具有开创意义的工作进行了详细介绍，以期对钢桥领域的工程应用与学术研究提供主要信息与借鉴。
- 1
-
桥梁基础工程2020年度研究进展
桥梁基础的作用是将来自于桥梁墩台的荷载平稳地传给地基,它是连接桥梁结构和大地持力层的基本结构。与其它建筑物的基础不同,桥梁基础承受上部结构传来的动荷载,通常位于水中或深水激流中并且有庞大的体型和自重。由此带来的设计、施工和运营维护问题构成了桥梁基础工程领域独特的研究课题,尤其在各种跨海、跨江、跨不良地质区域的桥梁建设中,基础工程的问题尤为突出。本文以国内外桥梁基础工程领域的科研成果为主要依据,总结和评述近一年来在桥梁基础结构形式、基础冲刷、基础施工、和桥梁基础抗震方面的研究进展,分析和讨论目前桥梁基础工程领域存在的问题,以期指出未来的研究方向和亟待开展研究的课题。分析表明,桥梁基础工程领域的研究应重视以下几个方面：近海岸深水复杂基础的水沙作用理论和输沙机理,适合我国深海地质特点的新型深水基础结构,大型沉井基础下沉和着床关键技术,以及地震作用下土-基础-结构三者动力相互作用。。
- 1
-
混凝土桥及其高性能材料2020年度研究进展
赵人达, 占玉林, 徐腾飞, 李福海, 赵成功, 张建新, 杨世玉, 原元, 文希
为了解2020年混凝土桥及其高性能材料研究方向的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从混凝土桥、高性能混凝土材料及高性能加劲筋材三方面着手，查阅了近期文献，并进行了分类、总结和评述。研究发现：目前，混凝土桥方向较为关注运维阶段的耐久性能、极端环境下的工作性能及混凝土桥运营事故等问题；高性能混凝土材料的研究进展在高性能、绿色环保以及智能化三个方面表现突出；高性能筋材则主要围绕强度更高、更耐久的FRP筋展开，其在梁、板、柱等构件上的应用得到了积极的探索。对现有研究的不足和有待深化的问题提出初步建议，期待与相关学者共同努力，为该方向的进一步发展做出贡献。
- 1
-
桥涵水文2020年度研究进展
桥涵水文主要是依据河流和水文环境等各项因素进行桥梁设计，是桥位环境设计的一项重要基础工作。通过梳理近些年来桥涵水文的发展状况,从桥涵水文中的一些关键问题——桥涵水文研究方法、设计洪水流量、桥梁基础冲刷的成因、影响因素和桥梁墩台冲刷深度的计算等方面阐述桥梁水文的发展成就，对当前的研究难点和未来的研究热点进行了简要的概括。
- 1
-
桥梁水动力学2020年度研究进展
为了解桥梁水动力学研究发展动态,在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好开展后续研究,本文从波流作用、基础局部冲刷、流固耦合、极端海洋环境多灾害作用等着手,对2020年度发表的相关文献进行分类、总结和评述。综述发现：桥梁水动力学的研究热点主要集中在极端波浪、水流作用及波流共同作用模型、桥墩局部冲刷影响因素及深度预测、地震作用下深水桥梁流固耦合、极端海洋环境多灾害作用等方面。通过梳理现有研究不足,提出如下亟待开展的研究方向包括：波流极端环境下的结构流固耦合、桥墩冲刷监测和防护、智能信息化的桥梁水动力灾害预见性及多灾害研究。期待与相关学者共同努力,为桥梁水动力学发展做出积极的贡献。
- 1
-
2020年度进展：深水大跨桥梁施工技术进展
随着我国经济实力的不断增强,科学技术水平的显著提升,桥梁工程正朝着跨度更大,基础更深,桥塔更高的方向快速发展。在此过程中,桥梁建设者遇到了很多崭新的难题,例如：深水基础浮运下沉过程中精准定位、超大型沉井基础防冲刷、大直径钻孔桩施工、大跨度斜拉桥索塔锚固构造优化、超高桥塔大体积混凝土水化热温度控制、超高桥塔新型液压爬模系统开发等问题,这些问题已成为影响深水大跨桥梁安全顺利施工、长期可靠运营的关键问题。为促进深水大跨桥梁施工技术的发展,提高深水大跨桥梁施工人员解决相关问题的能力,并为深水大跨桥梁的推广提供技术支持,围绕深水大跨桥梁施工面临的上述关键问题,对2020年国内外研究者的相关研究进展及成果进行了详细分析与汇总。
- 1
-
桥梁结构试验技术2020年度研究进展
桥梁结构试验主要是通过对桥梁结构本身或模型施加静力或动力作用,并利用测试技术采集精确可靠的试验数据,获取桥梁结构真实行为,解决桥梁工程领域科研与设计中存在问题的手段。桥梁结构试验作为推动桥梁工程领域发展的重要手段,长期以来一直起着举足轻重的作用,近年来随着测试技术的进步,桥梁结构试验技术也受到了学者们的广泛关注。为了促进该领域的进一步发展、指导先进测试技术在桥梁结构试验领域中的推广和应用,对桥梁模型试验、桥梁现场试验、桥梁测试技术三个关键方面的技术方法进行了系统的介绍,并对2020年度内较有启发性的相关研究进行了介绍与总结,发现：桥梁结构试验技术正进一步朝着多学科交叉融合的大方向发展。
- 1
-
桥梁云计算2020年度研究进展
我国桥梁建设的深入发展、桥梁设计-施工-运维的一体化和运营管理的精细化发展趋势，对数据存贮、计算能力等提出了更高要求，云计算技术是解决此类问题的有效手段。通过文献检索与分析，从基于云计算的桥梁健康监测系统、桥梁大数据处理和物联网技术以及基于云计算的桥梁 BIM 和协同设计等方面对近年来桥梁工程中的云计算应用进行了总结，对桥梁云计算可能的研究及应用重点方向进行了预测。
- 1
-
桥梁工程可靠度2020年度研究进展
由于自身固有属性的不确定性以及所处环境的复杂性，桥梁在设计、施工、运营等不同阶段都需要具备足够的可靠性。为了解桥梁工程可靠度研究与应用在2020年的最新动态，查阅文献对相关理论方法、不同阶段或环节的科研内容和成果进行归纳。在桥梁可靠度理论和方法方面，引入GPR模型、径向基神经网络等方式得到隐式结构功能函数，或引入Copula理论考虑多失效模式概率的关系；大量学者采用概率可靠性和非概率可靠性方法、蒙特卡罗数值模拟、时变可靠度理论等进行可靠性评估。既有桥梁的技术状况及可靠度仍然是国内外桥梁工程领域的热点，自然环境条件下桥梁抗力与外荷载的时变模型是桥梁时变可靠度分析与寿命预测的重点。可靠度理论及分析方法在桥梁工程设计中得到逐步的发展，考虑动态荷载作用随机性与结构参数随机性的动力可靠度研究与应用越来越多。
- 1
-
桥梁撞击问题2020年度研究进展
桥梁撞击是既有以及在建桥梁长期面临的一个关键问题，撞击与防护问题研究符合国家发展需求；国内外学者近年来对其关注度也不断增多。继《桥梁撞击问题2019年研究进展》，作者对2020年桥梁船撞、落石冲击和车撞桥梁等三方面的进展进行归纳总结。其中，对于桥梁船撞问题，新规范明确提出了公路桥梁主体结构宜采用基于性能的抗撞设计方法。2020年也发生了一系列采砂船撞击桥梁事故、雅西高速桥梁被落石砸断等，以及多起车桥碰撞事件。作者对这些桥梁撞击事件进行了梳理，并根据个人理解对近一年的相关成果进行分析，之后提出了在未来的研究中需要进一步考虑的问题。
- 1
-
桥梁信息化及智能桥梁2020年度研究进展
赵天祺, 勾红叶, 陈萱颖, 李文昊, 梁浩, 陈子豪, 周思清
以信息化、智能化为特征的数字化时代的到来推动了桥梁工程技术的发展与创新,有必要将云计算、大数据、人工智能、3D打印、机器人等战略性新兴产业技术与桥梁工程相融合,从智能设计、智能施工、智能运维等多个维度,推进桥梁工业化、数字化、智能化升级。本文从桥梁信息化、智能检测与安全运维、智能防灾减灾、智能材料等方面,综述了2020年该领域前沿技术和重要成果,总结了研究热点与前景展望。分析表明：BIM技术可以提升桥梁正向设计精细化水平、施工过程控制和管理准确化程度；无人机、机器人等智能检测技术与机器学习、卷积神经网络等人工智能技术提高了桥梁检测的精度和效率；高性能智能材料的应用促进了桥梁结构的自感知性、自适应性、自调节性和自诊断性；基于人工智能的自然灾害监测与预警为桥梁智能防灾减灾提供了新的发展思路。未来应将人工智能技术深度融合桥梁设计、建造和养维护的全生命周期,顺应信息化、智能化的发展趋势,实现桥梁强国梦。
- 1
-
桥梁施工风险评估2020年度研究进展
为了解桥梁施工风险评估研究的具体内容及过去一年的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从桥梁施工风险识别、风险概率与损失估计、风险评价与控制、动态风险评估四个方面着手，查阅了近期文献，并进行了分类、总结和评述。研究表明：复合风险识别方法、风险识别数据库系统及可视化不断发展；基于监测数据定量概率校正及社会损失模型构建是风险概率和损失估计的新发展；风险评价的新进展则基于聚类或数据场的风险评价新方法及模型准确度的提升；风险链式传递模型的精细化修正、基于监测数据的动态评估模型是动态风险评估的新方向。最后，对现有研究的不足和有待深化的问题提出建议，为该方向的进一步发展提供参考。
- 1
-
箱梁与缆索承重桥梁理论2020年度研究进展
在以大跨、轻质、高强为标志的现代桥梁结构中,箱梁与缆索承重桥梁结构是两大重要的分支。为此,笔者系统综述了其相关理论的2019年研究进展[1],具体包括波形钢腹板箱梁理论、传统箱梁空间分析理论、多塔悬索桥缆鞍相互作用、缆索承重桥梁极限承载力及UHPC技术在缆索承重桥梁中的应用5个方面,为了及时掌握相关的研究动态,对2020年关于以上内容的研究进行梳理与总结,并增加了缆索承重桥梁体系的最新发展。研究结果表明,结构体系的持续创新为精细化箱梁与缆索承重桥梁理论的不断深化提供了契机。
- 1
-
桥梁养护2020年度研究进展
桥梁养护的目的是保持桥梁正常交通功能,满足载重、速度等要求,防止突发重大灾害。桥梁养护具有长期性、局部性、应急性特点。目前国内外有专门的桥梁养护机构,已经形成桥梁日常检查、定期检测、专项检测、特殊检测、维修加固等制度和规范,养护内容和重点已经明确规定和执行,养护技术能够满足大部分需求。目前面临的突出问题是如何实现快速养护和应急整治。高速铁路和城市轨道交通不间断运营、高密度行车、行车期间禁止施工,只能利用每天凌晨约0-4点天窗时间养护维修,每天4点后必须开通线路。高速公路也要求不断道的养护维修。突发灾害发生后,需要应急整治和维持通车。铁路系统的养护体制,更容易收集数据和实现数据标准化。桥梁养护正在往快速养护和智慧养护方向发展。本文从病害及整治、养护策略、养护新技术三个方面主要介绍2020年桥梁养护研究进展。
- 1
-
预应力纤维增强复合材料(FRP)桥梁结构加固应用研究2020年度进展
纤维增强复合材料(FRP)由于其材料耐腐、质轻高强等优越性能在新建桥梁和旧桥加固等工程领域中应用广泛、发展迅猛,已成为桥梁领域的研究热点。为促进FRP在我国桥梁加固中的应用与发展,满足工程运维多样化需求,本文主要对老旧桥梁加固特点、FRP材料性能及其加固桥梁方法等方面的相关研究进行总结与评述,并从混凝土和钢结构桥梁加固两方面对近年来预应力FRP方法在桥梁加固实践中的研究和应用进行回顾。预应力FRP因其加固效果明显,施工速度快,已成为一种重要的桥梁加固方法并得以应用,未来还需在FPR锚固系统标准化、加固后桥梁行为可监测性、建立FRP加固桥梁结构的规范体系等方面开展研究工作。
- 1
-
桥梁抗震2020年度研究进展
地震可能对桥梁结构产生巨大的破坏力,造成桥梁损伤,甚至垮塌。桥梁抗震一直是桥梁领域内的重要研究方向。本文归纳总结了2020年桥梁抗震领域的研究成果和发展趋势,主要结论如下：探索了用新型材料代替普通混凝土后墩柱的抗震性能；通过振动台实验和数值模拟,验证了摇摆隔震桥墩具有良好的抗震性能；采用碳纤维布护套加固墩柱可以显著提高墩柱的位移延性,减少残余位移；传统单肢转双肢薄壁高墩的抗震性能更好,主筋率较高的双肢薄壁墩滞回曲线较为饱满,耗能性能良好,提高轴压比显著提高桥墩的延性性能；带消能连梁的矩形空心双柱式高墩具有更好的耗能能力、承载能力和位移延性能力；采用摩擦摆支座加限位耗能杆的减隔震体系,具有良好减隔震效果,内力减震率可达20%以上；研究了用新型无粘结钢网橡胶支座(USRB)代替桥梁中无粘结叠层橡胶支座(ULNR)的可靠性,通过数值模拟,探究了近场地震动和土-结构相互作用对桥梁动力响应的影响。
- 1
-
不同钢板加固方式影响下锈蚀RC梁试验研究
为了研究不同钢板加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响，探索不同钢板加固方式的加固效应，本文通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点，分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明：对于钢板厚度分别为3mm、4mm和5mm的抗弯加固锈蚀梁，随钢板厚度增加1mm，其极限承载力而增加7-18kN。组合加固效果最明显，其极限承载力相比于锈蚀梁提高了107.7%。组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强，其次是抗弯加固锈蚀梁，同时钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用。组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性，其延性相比锈蚀梁提高了320.4%，其次是抗剪加固锈蚀梁。抗弯加固锈蚀梁的延性相比其他两种加固梁都要小，并且随着钢板厚度增加，其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时需综合考虑抗变形能力和延性。
- 1
-
内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析
为研究新型内翻U形外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求，以已有内翻U型外包钢-混凝土组合连续试验梁为参照，建立该组合连续梁非线性有限元模型，模拟组合连续梁有限元模型的荷载-跨中挠度曲线，并与相关试验结果对比，验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性和有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型，分析了内翻外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢-混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果，提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时，组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值比较表明两者十分偏安全地接近，提出的组合梁正截面抗弯承载力修正的简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。
- 1
-
地下混凝土筒仓结构工程性试验与数值分析
地下粮仓可充分利用地下空间，具有较好的防火、防毒、防爆等性能；同时，可利用浅层地能实现准低温储粮，具有节能、低损、保证粮食品质的优点，对保障我国粮食安全及可持续发展意义重大。论文采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法，对大型地下混凝土筒仓不同施工阶段进行工程试验，对不同施工阶段的仓壁的力学性能进行工程试验测试与数值模拟，验证数值分析方法的合理性与有效性。进而对最不利工况的仓壁在水土复合压力作用下的力学性能进行数值分析。结果表明，地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好，验证了数值方法的有效性；仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高，环向应力在距仓壁顶部约三分之二位置处最高。该方法可为类似地下混凝土结构的力学分析与结构设计提供参考。
- 1
-
索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素
针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础,该基础既填补了沙漠地区输电塔基础的空白,克服了砂土地基基础施工难题,又满足了工程安全稳定性要求。通过室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行了分析,同时研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明：数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载-位移曲线呈三段式变化；埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系；极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系；土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。
- 1
-
微生物岩土技术及其应用研究进展
本文对环境岩土工程领域涉及的几种主要微生物的生物化学反应过程及作用机理进行了总结,并针对微生物岩土技术在土体加固技术，抗渗封堵技术，污染土修复技术等三个方面开展的研究进行了总结与评述。通过对微生物岩土领域国内外已开展的系列研究的整理与总结，以期促进该领域开展更全面深入的基础研究和微生物技术在岩土工程中更切合实际的推广与应用
- 1
-
微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究
微生物固化(MICP)技术能够显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。通过向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以期改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性。在此基础上,探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试,探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明：MICP过程中,碳酸钙晶体能够有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能够对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。
- 1
-
混凝-超滤工艺去除水中复合污染物的研究
研究分析了腐殖酸对水溶液中纳米TiO2稳定性的影响，探究了混凝剂投加量、pH、钙离子对混凝-超滤工艺去除水中腐殖酸-纳米TiO2复合污染物的影响。结果表明，纳米TiO2与腐殖酸在水溶液中发生的静电吸附以及配位反应将引起纳米TiO2有效粒径的减小，静电斥力增强，胶体分散更均匀，体系稳定性增加，易于迁移，从而给饮用水安全带来威胁。实验结果显示，混凝剂浓度为0.46 mmol/L，pH值在7~8之间，即弱碱性时，不添加钙离子，处理效果较好，膜通量较高，膜污染较轻。
- 1
-
火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导研究
为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限，并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考。本文在一维非稳态热传导公式的基础上，推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律。按照GB9978.1-2008建筑构件耐火试验方法，对工程上常用的LNR500支座防火板保护、LNR1500支座防火板保护及LNR500支座防火板、柔性防火材料组合保护三种防火保护试件进行在ISO834标准升温下的耐火试验。用ABAQUS软件对试验的建筑隔震支座进行了建模及有限元热分析。通过防火保护数值分析和耐火试验结果与公式结果对比，拟合较好，验证了理论公式的有效性。以理论推导和试验数据为基础，当支座表面温度达到临界温度150℃时不同厚度防火板的极限导热率表可以作为工程应用参考。
- 1
-
行人-扶梯耦合作用下楼盖的振动测试与舒适度评价
针对搭接扶梯的悬挑楼盖在行人-扶梯耦合作用下容易产生铅垂向振动的问题,以某高架商业夹层中的悬挑楼盖为背景,采取了现场振动测试的方法,研究扶梯运行、行人数量及行人运动状态对悬挑楼盖振动响应的影响,并通过测试数据对楼盖结构做振动舒适度及人员感知度评价。结果表明：行人在扶梯上的跑动是导致悬挑楼盖振动的主要原因；楼盖的振动响应随行人人数增加而更加明显,但随距扶梯的长度增加而衰减；采用峰值加速度对悬挑楼盖进行舒适度评价,当行人在扶梯上跑动时悬挑楼盖的振动响应已超出舒适度限值；采用KB(Konstant Beurteilungswerte)值对悬挑楼盖进行感知度评价,当行人相对扶梯静止时,悬挑楼盖的振动不会超出感知度容许值,当行人相对扶梯走动或跑动时,悬挑楼盖的振动则会超出感知度容许值；人员相对扶梯运动并不会导致悬挑楼盖发生共振。
- 1
-
防堵塞型透水混凝土的制备与性能研究
为改善路面透水性能，聚合物透水混凝土已逐渐广泛用于海绵城市的建设中。本试验采用特细砂和环氧树脂制备透水材料，通过控制变量法，分别探讨了砂的粒径和聚合物掺量对透水混凝土的抗压强度以及透水系数的影响。同时还进行了堵塞的模拟实验，基于图像分析透水混凝土的孔径大小，通过观察混凝土的微观孔结构分析其性能变化规律。试验结果表明：在粒径相同的情况下，随着环氧树脂掺量的增加，透水混凝土的抗压强度逐渐提高，而透水系数逐渐下降；当骨料粒径为0.15-0.3mm的比例增大时，透水混凝土抗压强度呈现先增加后下降的趋势，而透水系数呈现不断增大的趋势。当骨料粒径为0.15-0.3mm，环氧树脂掺量为骨料质量的5%时，透水混凝土的平均孔隙率为14%，平均等效直径为214um。当粒径为0.15-0.3mm和0.3-0.6mm的骨料复掺比例为1：1时综合性能较好，抗压强度达41.7MPa，透水系数为1.7mm/s，制品经四次堵塞循环后，透水衰减系数小于20%，防堵塞性能良好。
- 1
-
车辐式索桁架模态分析与试验研究
通过跨度60m圆形车辐式索桁架屋盖1:10缩尺模型的模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个变化参数对结构自振特性的影响,对比分析了前四阶振型的试验结果与理论计算结果。试验和分析结果发现：结构第一、二阶振型为反对称上下振动,第三阶为内环扭转振动,第四阶为内环相对扭转振动；两者频率误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合；前四阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集；预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大；矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳；内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。
- 1
-
湿热环境下粘钢加固混凝土界面粘结性能研究
钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键所在。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5天、10天、15天的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系,分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式,最后建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合良好,论文结果为指导粘钢加固混凝土结构的设计以及耐久性理论研究提供参考依据。
- 1
-
进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能影响的实验研究
洗浴废水中含有大量废热，作者提出了通过大温差热泵机组最大限度地回收洗浴废水热能，机组额定设计工况为：蒸发器侧洗浴废水进、出温度分别为30℃和6℃，冷凝器侧自来水进口温度为10℃，制取热水出口温度为45℃，最大制热系数（COP）理论计算值为4.9。本文通过实验研究了自来水进口温度、热水出口温度及洗浴废水入口温度对热泵机组制热性能的影响。实验结果表明，在额定设计工况下，整体机组COP为5.0。当自来水进口温度从5℃升高到15℃，整体机组COP从5.0降低到3.85，但如果自来水进口温度低于10℃，整体机组的COP高于4.5；当热水出口温度从40℃变化到50℃时，整体机组COP从5.3逐渐减小到4.9；当洗浴废水进口温度从30℃升高到35℃时，整体机组COP从4.8升高到4.95。
- 1
-
拉挤GFRP管材与钢管连接拉伸试验研究
摘要:拉挤型GFRP管材节点的可靠连接是保证其正常工作的前提。为研究其拉伸连接性能，本文采用胶接连接和螺栓连接两种连接方式对GFRP管材与钢管连接件分别开展了拉伸试验研究。在胶接连接试验中研究了胶层剪应力沿长度方向的分布特征、受力机理及失效过程、胶接长度对承载力影响等。试验结果表明：胶层剪应力在加载初期沿长度方向分布呈现两端大、中间小的分布特征，高应力发生在胶接端，并随荷载上升逐步往加载端胶层转移；胶接长度的增加能显著提高连接构件承载力，但当长度达到管径的1.6倍后，继续增加胶接长度对承载力的提升并不大，故可考虑将1.6倍管径作为GFRP管材的有效胶接长度。在螺栓连接试验中研究了e/d（端距/栓径）、螺栓排数n对连接承载力及破坏模式的影响，试验结果表明：当e/d=7时，承载力达到最大值，破坏形式以挤压破坏为主；根据螺栓排数n与承载力的关系，可以推导相应折减系数来计算承载力。
- 1
-
无黏性有限土体主动破坏及土压力离散元分析
建立在半无限土体假定上的朗肯土压力理论和库伦土压力理论,在挡土墙后填土有限的情况下不再适用。针对墙后无黏性填土,采用离散元方法分别对光滑、粗糙墙面平动模式下墙后有限宽度土体主动破坏的过程进行研究,分析了挡土墙运动过程中滑裂带发展、土体位移规律以及墙后水平土压力分布的情况。研究结果表明,墙体光滑情况下,滑裂带呈直线,墙后填土宽高比较小时可以观察到滑裂带的反射,墙后土体呈多折线破坏模式,滑裂带倾角基本与库伦理论滑裂带倾角相等,且与土体宽高比无关,水平土压力合力受土体宽高比影响亦不大。墙体粗糙情况下,滑裂带呈曲线,反射现象随墙体粗糙程度增加而减弱,滑裂带倾角随土体宽高比增大而减小,最终落于库伦理论滑裂带内侧。此时,存在一临界宽高比,当墙后土体宽高比小于此值时主动土压力随宽高比增大而增大,大于此值时主动土压力不受宽高比影响。而无论墙体粗糙与否,墙后土体宽高比越小,达到极限状态所需墙体位移均越小。
- 1
-
配栓钉的钢筋混凝土双向板多参数试验研究
为研究配置不同栓钉参数的钢筋混凝土双向板受力性能，完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验，主要参数为栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等，采用静力加载方式来模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。通过对比分析试验结果，表明增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能，其中增大直径效果最为明显，变形提高幅度达到36%；加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利，承载能力和变形均有不同程度降低；对比三种不同栓钉布置形式发现，采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置，均有利于提高试件抗冲切能力，但前者更为经济。进而结合相关规范计算结果和试验结果进行对比，验证试验结果的可靠性，结果表明配栓钉板柱结构规范计算结果具有足够安全储备，但对于反映试验结果的实质不够充分，特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。
- 1
-
嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数研究
嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值仍是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。本文收集整理了国外不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下所开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果，主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数，分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律，建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式，可为嵌岩桩极限端阻力计算提供借鉴。
- 1
-
钢管扣件式脚手架半刚性节点多参数模拟法
脚手架立杆的6个自由度在扣件节点处受到水平杆和斜杆的约束，这些约束的强弱是架体稳定承载性能的关键因素。为确定每项约束的作用，运用敏感性分析和特征值屈曲分析方法，对其在架体稳定承载力上的贡献进行测量。基于对其贡献的相对效能分析，揭示出每项约束及对应水平杆、斜杆的作用机制。根据已公布的扣件实验测试数据，进行6项约束的实际效能初步分析，提出半刚性节点的多参数模拟方法。建立不同构造类型的模型，采用长度系数法、二阶线弹性分析方法，通过对比扣件的计算受力状况与实验测试时所采用荷载条件，对多参数模拟法取值方案的前提条件进行验证。在多参数法研究的基础上，列举和分析了半刚性节点常规单参数模拟方法中的重大缺陷和局限。
- 1
-
多壁碳纳米管/氧化亚铜的制备及其对N-甲酰吗啉(NFM)废水光催化性能研究
采用液相还原法制备多壁碳纳米管/氧化亚铜(MWCNTs/Cu2O)复合微球。利用傅立叶变换红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对样品进行官能团分析、物相分析和形貌观察,结果表明：多壁碳纳米管以纵横穿插方式与氧化亚铜形成复合微球。对比氧化亚铜和多壁碳纳米管/氧化亚铜对N-甲酰吗啉废水光催化性能,多壁碳纳米管/氧化亚铜复合催化剂的催化效果明显优于氧化亚铜。
- 1
-
响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能研究
污泥作为污废水处理的副产物,其产量日益增多。污泥处置前需要对污进行泥脱水处理,而污泥调理是污泥脱水前相当重要的步骤。研究人员以羧甲基壳聚糖(CMCTS)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)作为引发剂,通过紫外光引发聚合方式合成新型阳离子型污泥脱水剂CMCTS-g-CPAM。同时以光引发剂浓度、pH、光照时间为考察对象,CMCTS-g-CPAM特性粘度为响应值,采用响应面法(RSM)对CMCTS-g-CPAM污泥脱水剂的制备条件进行优化。通过响应面分析得到最佳合成条件：光照时间为2h、光引发剂浓度为0.04%(体积分数)、pH为8。接枝共聚物的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征表明AM和DMC已成功接枝到CMCTS。最后将合成产物应用于污泥脱水,实验结果表明其具有良好的污泥脱水性能。在絮凝剂投加量和pH分别为30mg/L和10时,污泥比阻降至1.96&#215;1013m/kg,滤饼含水率降至79.28%。
- 1
-
冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性
为了研究闭式热源塔冬季无霜工况下传热过程，利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下动态传热传质模型。将实验数据对比数值计算结果对比，验证了模型的有效性。误差分析结果表明：溶液出口温度的均方根误差为0.201°C。通过实验与模拟分析了闭式热源塔在机组变负荷运行时的动态换热特性，结果表明：当热泵机组变工况运行时，闭式热源塔作为取热装置可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源；此外，相比传统空气源热泵，闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小，节能潜力更大。
- 1
-
基于流固耦合的多元结构深厚覆盖层透水地基力学特性分析
深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显,分析时关注的具体问题也不尽相同,需要深入研究。本文基于比奥固结理论,考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化；借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程,分析各层力学特性及相互作用。研究表明：透水性较强的表层土体是渗流主要通道,也是渗流进出区和沉降变形体现区,应在上游采取措施提高其压缩模量,下游区域增设反滤层和排水设施；坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因,对坝基沉降起主导作用,同时应注意其液化特性对坝基的不利影响；坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力,若位置较深,则破坏性较小；坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小,但对沉降和渗流量的影响不可忽视；表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时,土层间不会发生接触冲刷。此外,还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散,期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量,将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域,但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力,应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。
- 1
-
京津地区夏季着装行为对办公建筑空调能耗的影响
着装行为通过影响室内空气参数的设定而影响建筑空调能耗。利用能耗模拟软件DeST，计算出该地区典型着装行为下实测运行参数与期望参数对应的建筑空调能耗比推荐标准下能耗分别降低了10.86%和13.16%。而基于典型着装行为的实验热学性能参数下平均只降低4%，说明由着装热阻关联的主观温度需要按地区着装行为进行修正。提出了控制建筑空调能耗的着装行为调节模型，着装行为节能率εc为负值时节能，为正值时不节能。京津地区办公建筑节能率为0的临界服装热阻为0.563clo，空调系统设计和运行节能的前提是着装热阻低于临界值。着装行为调节模型为地区着装形式和着装面料提供了量化标准，为精确控制建筑能耗提供了一种方法。
- 1
-
鄂西山区公路边坡安全风险评价研究
探索和研究在山区公路建设中不可避免存在的边坡和由此引起的风险问题，是我国山区公路建设的现实性需要，因此开展山区斜坡地段安全风险评价具有重要的理论和现实意义。以地质灾害风险评估方法为基础，开展十堰至白河公路泰山沟隧道进口边坡安全风险评价研究，采用Monte Carlo模拟方法得到正常工况和非正常工况Ⅰ条件下边坡的破坏概率，并针对边坡影响范围内的承灾体进行易损性分析，通过风险分析方法得出边坡可能的经济损失价值和人口伤亡状况。结果表明：泰山沟隧道进口边坡在天然工况条件下风险较小，在接受范围之类；但在非正常工况Ⅰ条件下风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，特别需在施工过程和不利自然条件下对边坡变形情况加强监测，为十堰至白河公路边坡防护设计和安全运行提供指导。
- 1
-
2012,34(2):69-76, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.012
对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素。试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响。还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用。试验结果表明：大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用；试件通过组合,滞回性能得到一定的改善。此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论。最后,总结了冷弯薄壁型
-
2018,40(1):78-82, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.011
为研究机制生土砖与砂浆法向粘结性能的影响因素，分别对凿毛和未凿毛的机制生土砖与改性砂浆在7、14、28 d龄期下共72个试件进行拉伸粘结强度试验，探讨不同界面状态的机制生土砖在不同龄期下与改性砂浆法向粘结强度的变化规律和破坏形态特点，分析界面状态、龄期等因素对机制生土砖与砂浆法向粘结性能和破坏形态的影响。研究表明：机制生土砖与砂浆间的法向粘结强度值与界面状态和龄期有关，法向粘结强度随龄期的增大而提高，界面状态为凿毛时法向粘结强度有所降低，砂浆种类对机制生土砖与砂浆法向粘结强度影响显著。
-
2012,34(Z1):116-119, DOI:
针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题，本文采取提高结构的抗震设防烈度方法，计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明：提高结构的设防烈度，梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大，在底层（第一层）变化最为突出。地震作用下，结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏，因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。
-
2011,33(1):77-86, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.014
为深化模糊随机损伤力学研究,基于自适应模糊随机损伤力学模型,对材料裂纹尖端广义损伤应力场进行分析,证实了数值模型的可靠性。以碾压混凝土重力坝为例,并考虑材料参数空间变异,就模糊随机损伤增益下的宏观场分布做敏感性研究,结果表明,碾压混凝土抗压强度极限值是影响大坝安全的主控指标。采用不同模糊分布对自适应损伤力学模型做激励分析,揭示了各分布对混凝土及岩石类材料广义损伤场演化的控制特征。
-
2018,40(1):68-77, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.010
引入初始地基比例系数、初始地基系数、水平位移特征值，导出一种新型双曲线型p-y曲线，并给出了参数经验选取参考值范围。在上层粘土下层砂土地基中进行了2组模型桩试验，含2根水平加载的钢桩和6根倾斜偏心荷载下的木桩。试验表明，水平荷载、竖向荷载和偏心弯矩荷载下柔性木质模型桩非线性特征显著。按双曲线型p-y曲线计算的模型桩地面处和桩顶水平位移与实测值吻合良好，验证了双曲线型p-y曲线。水平位移特征值增大时，桩身位移将减小，桩身最大剪力将增大，桩身最大弯矩将减小，桩侧最大土压力将增大。双层地基中，下层砂土位移特征值变化对试桩受力影响极小，从简化计算参数和应用角度出发，实际应用时可将下层砂土水平位移特征取值与上层粘土的相同。
-
韦朝海, 周红桃, 黄晶, 韦聪, 杨兴舟, 韦景悦, 李泽敏, 胡芸, 任源
2019,41(5):151-163, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2019.106
污水处理是一个高能耗、低能效的复杂过程。改变传统认知，将污染物当作能量物质加以资源化，回用于水处理过程或者产品化，可改变污水处理的能耗。以城市污水与焦化废水为例，分析了水质中污染物具有的内含能形式，并探讨了两种计算方法，指出内含能利用的两类可能途径和最大限度。基于热力学基本定律与污水水质特征，辅以适当的当量假设，分析了污水处理过程中的不同形式能量消耗及其原因，运用能流图表达了两个具体案例的能量转化与分布规律。比较了污水处理两类节能评价方法的优异性，提出了未来水处理可能的节能新途径。在加深污水内含能认识的基础上，结合相关产业与工艺技术，分离回收有价值成分，如营养物（氮、磷）、重金属等，并获得水资源的再利用，以间接补偿处理过程的能耗，从而实现节能目标。
-
2010,32(5):65-70, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.012
在空气调节过程中不仅需要考虑房间内人员的舒适性需求，同时还需考虑如何节省能源。基于焓值理论将最小焓差算法与风阀开度调节过程相结合，使得进入空气处理单元前的空气更加接近舒适区域，然后基于质量及能量守恒理论推导出空气混合过程的数学模型，最后利用SIMULINK建立了空调系统仿真模型，并对所提控制策略从节能效果与舒适性能指标2个方面进行仿真验证。仿真结果表明最小焓差+PID策略联合控制的空调系统不仅能够获得更佳的空气舒适状态而且系统耗能更少。
-
2010,32(4):85-89, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.04.017
为了研究教室荧光灯色温对学生学习效率和生理节律的影响,通过实验对比了3种典型色温T5荧光灯在不同照度水平下对受试人学习效率、视疲劳、脑疲劳的影响.实验采用安菲莫夫字母表和近点测定法对学习效率和视疲劳进行测试,用学习效率变化率作为特定光环境下出现的脑疲劳指标.结果表明,由于Cirtopic效应作用,中间色温荧光灯在恰当的时间长度内可对学生产生适量的良性刺激,对大脑起到“唤醒”或“放松”的作用,达到提高学习效率、缓解视/脑疲劳的效果；而高、低色温荧光灯的作用则相反；不同色温的荧光灯光源,其最佳照度值并不相同；
-
2012,34(Z2):54-60, DOI:
综述了人体全身振动感知阈值的标准和指南以及实验室和现场研究的进展情况,并进行了对比分析。介绍了振动感知的机理、绝对阈值、差别阈限和描述符,分析了频率、姿势、方向、持续时间、性别、年龄和噪声对人体全身振动感知阈值的影响,最后指出了需要进一步研究的问题。
-
2013,35(2):66-72, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.011
在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上，基于一维稳态热传导理论，以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型；基于二维稳态热传导理论和有限单元法，采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散，推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵，并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式，建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发，研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW，并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较，验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明：建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数，基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。
-
2018,40(1):122-128, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.017
精确求解人体与环境表面间的角系数是研究辐射空调房间内人体辐射散热与热舒适的基本前提。结合角系数与有效辐射面积的离散公式，推导出人体与环境表面辐射角系数的数值模拟结果修正式，得到了中国人三维坐姿人体模型。在分别对坐姿人体与顶板、壁面、地板间的角系数模拟求解后发现，坐姿人体前后具有较大的方向性，人体对前方环境表面的角系数大于人体对后方环境表面的角系数。将角系数的数值模拟解与半解析解进行比较，对于顶板与垂直壁面，半解析解与模拟解较为吻合；对于地板，半解析解与模拟解存在较大的误差，并对半解析解进行了相应的修正。
-
2012,34(1):76-79, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.015
通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。
-
2011,33(1):50-58, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.010
介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明：1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。
-
2012,34(5):25-32, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2012.05.005
通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析，总结了地面沉降的特点及影响因素，并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明：Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测，其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25～0.32,地层损失率V1取值0.04%～0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0～5 d或6 d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降，分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆，可以抵消部分地层损失，减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则，基本呈现高斯曲线分布；而地面隆起变形较无规则，会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。
-
2012,34(1):102-107, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.020
土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。
-
2011,33(4):60-64, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.04.010
利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10 m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。
-
2011,33(2):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.02.026
混凝土结构的抗渗及防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一.文章研究了电渗脉冲用于混凝土结构抗渗防潮的影响因素,包括电渗脉冲电压、混凝土水灰比、液相中离子浓度,以及脉冲频率等；模拟测试了电渗脉冲作用下混凝土结构的排水与相对湿度变化.研究表明,随着脉冲电压升高与混凝土水灰比增大,电渗脉冲下混凝土渗水量增加；Na2SO4溶液浓度增大时,电渗脉冲作用下混凝土渗水量增加；脉冲频率对混凝土渗水量影响不大；研究亦显示电渗脉冲作用下混凝土排水效果明显,混凝土相对湿度显著降低.
-
2008,30(6):81-85, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2008.06.017
中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展。通过对中国主要城市地铁发展现状的分析总结，从城市地铁发展的角度出发, 分析了地铁经济的形成和发展,预示了中国城市地铁时代的到来。地铁产业作为中国的朝阳产业，是中国城市基础交通设施中最有前景、最有市场的产业。同时提出了我国城市地铁交通可持续发展战略。
-
2018,40(1):39-47, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.006
制作了4组带有不同深度纵向干缩裂缝的木梁进行三分点加载试验，观察试验现象并记录极限承载力。根据试验现象，结合有限元应力分析和木材双折线顺纹本构模型，推导出木梁由受弯破坏变为顺纹剪切破坏的裂缝临界指标，以及相应的极限承载力计算公式，并将推导所得承载力公式归纳简化成承载力下降系数曲线。将试验数据代入后，发现试验现象符合临界指标的判定，且根据承载力下降系数曲线得到的极限承载力理论值与试验值相符。
快速检索
友情链接
